生物芯片及数据分析技术.ppt

***疾病诊断1、用于诊断遗传性疾病例：上海联合基因公司开发了β-地中海性贫血的检测芯片2、用于病原体的检出和确定例：西安联尔公司开发了呼吸道病原体诊断芯片，可检出多种引起呼吸道感染的病原体。3、肿瘤的基因诊断?例：Affymetrix公司，把P53基因全长序列和已知突变的探针集成在芯片上，制成P53基因芯片，将在癌症早期诊断中发挥作用。第32页,共63页，2024年2月25日，星期天药物筛选利用DNA芯片技术可比较正常组织（细胞）与病变组织（细胞）中大量相关基因表达的变化，从而发现一组疾病相关基因作为药物筛选靶标。应用DNA芯片还可直接筛选特定的基因文库以寻找药物作用的靶点。第33页,共63页，2024年2月25日，星期天表达谱芯片是DNA芯片中最常用的一种芯片。第34页,共63页，2024年2月25日，星期天Affymetrix基因表达谱芯片的实验流程第35页,共63页，2024年2月25日，星期天生物信息学分析——基因芯片读数实际上是扫描后的信号强度，是一种相对值。不同芯片之间要经过以看家基因作为对照的标准化处理才有可比性。常用GAPDH或β-actin基因第36页,共63页，2024年2月25日，星期天归一化的数据第37页,共63页，2024年2月25日，星期天1、差异基因的筛选倍数差异FoldChange=SignalA/SignalB（即待比较的两个标准化以后的信号相除所得的值）——常用标准Ratio（0.5，2.0）显著性差异p值：进行统计学t检验，p0.05为显著性差异，p0.01为强显著性差异——生物学重复不少于3个第38页,共63页，2024年2月25日，星期天每个探针点的Flag值/Call值：表达谱芯片中常用A、P、M来表示该探针点信号与背景信号的差异——A-Absent：无显著性差异P-Present：有显著性差异M-Marginal：差异介于A和P之间——要求比较的两组，至少有一组内不出现A第39页,共63页，2024年2月25日，星期天火山图（Volcanoplot）散点图（Scatterplot）视图分析第40页,共63页，2024年2月25日，星期天聚类分析将基因与最相关的表达谱放在一起，分析的基础是总基因组的线性相关。生物系统的有序性质可以保证聚类分析方法会揭示出生物行为的有趣特征。第41页,共63页，2024年2月25日，星期天GO（GeneOntology）分析——寻找不同样品的差异基因可能和哪些基因功能的改变有关。分类：分子功能（MolecularFunction）生物过程（biologicalprocess）细胞组成（cellularcomponent）常用数据库：DAVID、GATHER、PANTHER等第42页,共63页，2024年2月25日，星期天表健脾益气法相关差异基因GO分类（DAVID6.7）第43页,共63页，2024年2月25日，星期天KEGGpathway分析常用数据库：DAVID、BIORAG（BioResourceforArrayGenes）等——包括图解的细胞生化过程如代谢、膜转运、信号传递、细胞周期，及同系保守的子通路等信息第44页,共63页，2024年2月25日，星期天深入分析：涉及Gq蛋白激活的花生四烯酸-HETEs代谢通路表健脾益气法相关差异基因信号通路分析（DAVID6.7）第45页,共63页，2024年2月25日，星期天蛋白分子相互作用分析常用数据库：STRING、pSTIING等第46页,共63页，2024年2月25日，星期天String9.05在线分析第47页,共63页，2024年2月25日，星期天pSTIING在线分析第48页,共63页，2024年2月25日，星期天单基因分析常用数据库：美国国家生物技术信息中心（NCBI）欧洲生物信息研究所（EBI）第49页,共63页，2024年2月25日，星期天第50页,共63页，2024年2月25日，星期天第51页,共63页，2024年2月25日，星期天第52页,共63页，2024年2月25日，星期天第53页,共63页，2024年2月25日，星期天第54页,共63页，2024年2月25日，星期天第55页,共63页，2024年2月25日，星期天蛋白质芯片技术蛋白质芯片（Prochip）——与DNA芯片比较类似，只不过蛋白质芯片利用的是抗原/抗体、配基/配体（或