不同单细胞全基因组扩增方法的比较及MALBAC在辅助生殖中的应用

单细胞全基因组扩增(whole genome amplification,WGA)是指在单细胞水平对全基因组进行扩增的新技术,其原理是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA进行扩增,获得高覆盖率的完整的基因组后进行高通量测序,用于揭示细胞异质性。目前,WGA方法主要包括引物延伸预扩增(primer extension preamplification PCR,PEP-PCR)、简并寡核苷酸引物PCR(degenerate oligonucleotide primed PCR,DOP-PCR)、多重置换扩增(multiple displacement amplification,MDA)、多次退火环状循环扩增(multiple annealing and looping-based amplification cycles,MALBAC)等。本文对不同的单细胞WGA方法的原理及应用情况分别进行了阐述,并对其扩增效率进行评价和比较,包括基因组覆盖度、均一性、重现性、SNV(single-nucleotide variants)和CNV(copy number variants)检测力等。综合对比不同单细胞WGA方法后发现,MALBAC的扩增均一性最高、等位基因脱扣率最低、重现性最好,且对于CNV和SNV的检测效果最好。本文还阐述了MALBAC技术在人类单精子减数重组、非整倍体分析以及人类卵细胞基因组研究中的应用。

单细胞全基因组扩增技术与应用

同一组织中的细胞往往具有类似的结构和功能,然而通过对单个细胞进行测序分析后,发现每个细胞都具有一定异质性.单细胞全基因组扩增技术是进行单细胞测序的前提,该技术可用于揭示单细胞基因组结构差异,同时在肿瘤研究、发育生物学、微生物学等研究中发挥重要作用,并成为生命科学研究技术的热点之一.单细胞全基因组扩增技术的难点在于单细胞的分离和全基因组的扩增.本文介绍了单细胞全基因组扩增技术中常用的单细胞分离技术和单细胞全基因组扩增技术,并对各技术间的优缺点进行比较,同时着重讨论该技术在肿瘤研究、发育生物学和微生物学研究中的应用.

玻璃化冷冻牛GV卵母细胞全基因组甲基化模式初探

旨在研究玻璃化冷冻对牛GV期卵母细胞全基因组甲基化的影响。本研究收集新鲜、玻璃化冷冻的牛GV卵母细胞,采用单细胞全基因组甲基化测序(ScWGBS)技术对新鲜、玻璃化法冷冻牛GV卵母细胞的全基因组甲基化水平进行检测,旨在揭示两者DNA甲基化模式的差异。结果表明,玻璃化冷冻不会对牛GV卵母细胞的全基因甲基化水平造成显著影响。基于基因本体(GO)和信号通路(KEGG)对140个差异甲基化区域(DMRs)进行分析,发现DMRs主要参与细胞发育、细胞骨架组织等功能,主要富集在PI3K-Akt信号通路、GnRH信号通路等,并筛选出与卵母细胞成熟(TSC2)、细胞骨架(NUDC)、细胞活力(MAFK)等相关的基因。上述结果,可为提高GV卵母细胞玻璃化冷冻效率奠定信息基础和研究方向。

单细胞基因组测序技术新进展及其在生物医学中的应用

随着单细胞基因组测序技术的建立与发展,对细胞基因组特征的分析进入了单细胞水平。单细胞的基因组分辨率不但使研究人员能够在单细胞尺度上分析肿瘤细胞的异质性,也使得传统上难以检测的稀有细胞的基因组研究成为可能。这些稀有细胞往往具有重要的生物学意义或临床价值,如癌症患者血液中循环肿瘤细胞(circulatingtumorcell,CTC)的基因组检测或三代试管婴儿植入前胚胎细胞的遗传缺陷诊断与筛查(preimplantation genetic diagnosis/screening, PGD/PGS)。本文总结了近年来发展的各种单细胞基因组扩增技术及其优缺点,并介绍了单细胞基因组测序技术在肿瘤生物学和临床检测中的应用,以期为单细胞基因组测序技术在临床检测中应用开发提供参考。

原生动物单细胞PCR应用初探--以天蓝喇叭虫为例

以天蓝喇叭虫(Stentor coeruleus)为研究对象,探索了单细胞单基因PCR扩增及单细胞全基因组PCR扩增技术在原生动物中的应用.经过不断探索和优化条件后,试验取得了理想的结果.在40例单细胞单基因(SSU rDNA基因全序列)PCR的一次性扩增中,新鲜细胞和经过中性红染色的细胞都获得了100%的成功率,室温下酒精(95%)保存一周的细胞获得了82.5%的成功率.在单细胞全基因组PCR扩增中,采用高效高保真的phi29DNA聚合酶结合随机引物(Random Primer)进行扩增,获得了丰富且质量较高的PCR产物.以全基因组扩增产物(稀释10倍)对四个常用的基因位点(TEF1、SSU rRNA、18S-ITS1-5.8S、a-tubulin)进行扩增,均成功获得相应的基因片断.

赣南地区α-地贫和β-地贫植入前胚胎遗传学检测技术平台建立及临床应用

目的:运用MALBAC单细胞测序技术结合SNP连锁分析,建立赣南地区α-地中海贫血(简称α地贫)和β-地中海贫血(简称β地贫)植入前胚胎遗传学检测(PGT)技术平台并进行临床应用观察。方法:对12个α-地贫和8个β-地贫患者家系进行分析,构建家系单体型。进行了9个α-地贫和6个β-地贫的PGT治疗周期。依据胚胎拷贝数变异和致病位点携带情况选用可移植胚胎,在妊娠中期抽羊水做产前诊断验证。用废弃的检测出拷贝数变异或携带双方致病位点的不可移植胚胎进行室内和室间质控。结果:本实验室胚胎CNV/SNP建库测序结果与第三方实验室检测结果报告一致;通过两种单细胞全基因组扩增方法的结果比对及分析,显示MDA单细胞全基因组扩增方法的CNV/SNP建库失败率较高。结论:选择较为优势的MALBAC方法成功建立了赣南地区的地贫的胚胎植入前检测平台。

巴西橡胶树单染色体显微分离及其两种体外扩增方法比较

以巴西橡胶"热研7-33-97"古铜期嫩叶为材料,采用酶解去壁低渗法来制备中期染色体标本,及利用显微分离方法随机分离橡胶树单条染色体,分离后的单染色体分别用接头引物介导PCR(LA-PCR)和单细胞全基因组扩增方法进行体外扩增。结果表明:经LA-PCR扩增获得了200~2 500 bp之间的DNA片段,单细胞全基因组扩增后产物大小为300~2 500 bp。对橡胶基因组DNA酶切后制备探针,经Southern杂交证实了扩增产物均来自橡胶树基因组。单细胞全基因组扩增法相比较于LA-PCR,具有操作简单、用时短、扩增片段长、产物适用多个平台等优点,将更适用于单条染色体高通量测序等相关方面的研究。