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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于基因芯片技術(shù)的?；撬釋?duì)副溶血弧菌的作用機(jī)理研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 將現(xiàn)代分子生物學(xué)新技術(shù)—基因芯片轉(zhuǎn)錄譜技術(shù)進(jìn)行中國(guó)傳統(tǒng)中藥牛黃的分子作用機(jī)理研究，分別涉及包括微生物學(xué)，中藥學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)科的不同專業(yè)領(lǐng)域的研究交叉，技術(shù)手段先進(jìn)，對(duì)于探索我國(guó)傳統(tǒng)中藥的分子作用機(jī)理提供新的思路和方法，適合中藥研究的臨床前期實(shí)驗(yàn)，有著較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
- 詳細(xì)介紹：
- 將現(xiàn)代分子生物學(xué)新技術(shù)—基因芯片轉(zhuǎn)錄譜技術(shù)進(jìn)行中國(guó)傳統(tǒng)中藥牛黃的分子作用機(jī)理研究是本課題的一項(xiàng)創(chuàng)新。通過(guò)不同專業(yè)領(lǐng)域包括微生物學(xué)，中藥學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)科的研究領(lǐng)域的交叉，旨在探索一種研究我國(guó)傳統(tǒng)中藥的分子作用機(jī)理的新方法。?；撬崾菑闹兴幣｜S中提取的有效成分，對(duì)糖、脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝以及一些離子和微量元素的調(diào)節(jié)發(fā)揮著重要的作用。在副溶血弧菌寄生的海洋生物體內(nèi)也存在豐富的?；撬豳Y源，這些牛磺酸是否也被副溶血弧菌所利用以及如何利用，相關(guān)方面的研究還停留在剛剛起步階段。我們根據(jù)上述情況，采用在改良的最小培養(yǎng)基中添加?；撬岬臈l件，并采用不同的作用方式來(lái)模擬轉(zhuǎn)錄譜的變化分析。DNA芯片技術(shù)具有快速、高效、大規(guī)模和高通量的技術(shù)特點(diǎn)，其應(yīng)用于基因表達(dá)分析，使得基因功能與表達(dá)調(diào)控的研究由針對(duì)單個(gè)基因和蛋白質(zhì)逐步分析迅速轉(zhuǎn)向大規(guī)模平行和快速連續(xù)分析，并且可以對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和比較分析。我們利用副溶血弧菌的全基因組DNA芯片的雜交方法進(jìn)行體外條件的轉(zhuǎn)錄譜分析，發(fā)現(xiàn)了在添加牛磺酸后，副溶血弧菌整體基因代謝變化的規(guī)律，特別是掌握了在添加牛磺酸刺激的情況下，副溶血弧菌在蛋白質(zhì)、含硫氨基酸和谷氨酸等代謝方面的規(guī)律。這有助于下一步結(jié)合已有生物信息學(xué)資源對(duì)這些海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行生物學(xué)解讀，為副溶血弧菌的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和一些重要的毒力因子和功能分析研究提供了部分實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。對(duì)于研究副溶血弧菌的發(fā)病機(jī)制有著較大的現(xiàn)實(shí)意義。本研究站在目前的前沿研究領(lǐng)域，不僅適合實(shí)驗(yàn)室的研究，而且適合臨床推廣，前景較為廣闊。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：通過(guò)應(yīng)用基因芯片轉(zhuǎn)錄譜技術(shù)對(duì)中藥牛黃提取物?；撬嶙饔酶比苎【霓D(zhuǎn)錄譜進(jìn)行研究，揭示藥物作用通路上的基因及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò), 解析藥物的分子作用機(jī)制以及獲得?；撬嶙饔玫奶卣鬓D(zhuǎn)錄譜?；舅悸罚和ㄟ^(guò)應(yīng)用基因芯片技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)錄譜的研究，可以發(fā)現(xiàn)大量有差異表達(dá)的基因，獲得與牛磺酸作用相關(guān)的基因群，篩選出其中起關(guān)鍵作用的基因。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 將現(xiàn)代分子生物學(xué)新技術(shù)—基因芯片轉(zhuǎn)錄譜技術(shù)進(jìn)行中國(guó)傳統(tǒng)中藥牛黃的分子作用機(jī)理研究是本課題的一項(xiàng)創(chuàng)新。通過(guò)不同專業(yè)領(lǐng)域包括微生物學(xué)，中藥學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)科的研究領(lǐng)域的交叉，旨在探索一種研究我國(guó)傳統(tǒng)中藥的分子作用機(jī)理的新方法。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本研究的進(jìn)行，將為進(jìn)一步研發(fā)和使用中藥進(jìn)行疾病的治療與預(yù)防提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)，為進(jìn)行中藥分子作用機(jī)理研究探索一種新方法。同時(shí)，為副溶血弧菌引發(fā)疾病的防治提供一定的理論和實(shí)踐依據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- ?；撬崾菑闹兴幣｜S中提取的有效成分，對(duì)糖、脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝和一些離子及微量元素的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用。在副溶血弧菌寄存的海洋生物體內(nèi)也存在豐富的?；撬豳Y源，這些?；撬崾欠褚脖桓比苎【靡约叭绾卫?，相關(guān)方面的研究還停留在剛剛起步階段。我們根據(jù)上述情況，采用在改良的最小培養(yǎng)基中添加?；撬岬臈l件，并采用不同的作用方式來(lái)模擬轉(zhuǎn)錄譜的變化分析。 DNA芯片技術(shù)，具有快速、高效、大規(guī)模和高通量的技術(shù)特點(diǎn)，其應(yīng)用于基因表達(dá)分析，使得基因功能與表達(dá)調(diào)控的研究由針對(duì)單個(gè)基因和蛋白質(zhì)逐步分析迅速轉(zhuǎn)向大規(guī)模平行和快速連續(xù)分析，并且可以對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和比較分析。我們利用副溶血弧菌的全基因組DNA芯片的雜交方法，進(jìn)行體外條件的轉(zhuǎn)錄譜分析，發(fā)現(xiàn)了在添加?；撬岷蟾比苎【w基因代謝變化的規(guī)律，特別是掌握了在添加牛磺酸刺激的情況下，副溶血弧菌在蛋白質(zhì)、含硫氨基酸和谷氨酸等代謝方面的規(guī)律。這有助于下一步結(jié)合已有生物信息學(xué)資源對(duì)這些海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行生物學(xué)解讀，為副溶血弧菌基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和一些重要的毒力因子和功能分析研究提供了部分實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。
獲獎(jiǎng)情況
- 2011年3月在南陽(yáng)理工學(xué)院第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽中獲得一等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 1. Yang L, Zhan LJ, Han HH, He Gao, Guo ZB, Qin C, Yang RF, Liu XM, Zhou DS.The low-salt stimulon in Vibrio parahaemolyticus[J]. International Journal of Food Microbiology, 2010, 137：49-54. 2. Yang L, Zhou DS, Liu XM, Han HH, Zhan LJ, Guo ZB, Zhang LF, Qin C, Wong HC, and Yang RF. Cold-induced gene expression profiles of Vibrio parahaemolyticus: a time-course analysis[J].FEMS Microbiol Lett, 2009, 291(1):50–58. 3. 牛磺膽酸作用下副溶血弧菌全基因組比較轉(zhuǎn)錄譜的表達(dá)分析。楊雷，占玲俊，周冬生，郭兆彪，楊瑞馥，秦川[J].中國(guó)比較醫(yī)學(xué)雜志, 2009,19(8): 1-4. 4. Zhan LJ, Han YP, Yang L, Geng J, Li YL, Gao H, Guo ZB, Fan W, Li G, Zhang LF, Qin C, Zhou DS, and Yang RF. The Cyclic AMP Receptor Protein, CRP, Is Required for Both Virulence and Expression of the Minimal CRP Regulon in Yersinia pestis Biovar microtus[J]. Infection and Immunity, 2008, 76: 5028–5037.
同類課題研究水平概述
- 目前，對(duì)副溶血弧菌進(jìn)行的研究主要集中在日本和中國(guó)，在日本，主要涉及副溶血弧菌的遺傳進(jìn)化研究。在中國(guó)，主要研究機(jī)構(gòu)為軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所和中國(guó)疾病預(yù)防控制中心。軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所的研究除了涉及采用分子生物學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行進(jìn)化的研究分析，更重要的是采用基因芯片技術(shù)平臺(tái)分析其發(fā)病機(jī)理，涉及如低溫、低鹽和酸性等脅迫條件下的基因轉(zhuǎn)錄變化以及毒力因子等基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所是目前世界上少數(shù)幾個(gè)采用基因芯片技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行副溶血弧菌發(fā)病機(jī)制的實(shí)驗(yàn)室之一。中國(guó)疾病預(yù)防控制中心在該領(lǐng)域的研究目前主要集中在流行病學(xué)調(diào)查分析領(lǐng)域。 本課題研究的指導(dǎo)者楊雷博士，其博士課題是在軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成的，課題的主要內(nèi)容就是利用全基因組DNA芯片研究副溶血弧菌發(fā)病機(jī)制的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。 現(xiàn)有的SCI及中文期刊數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索記錄表明，除了本研究小組和軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所，尚未發(fā)現(xiàn)有其它實(shí)驗(yàn)室采用基于全基因組DNA芯片技術(shù)平臺(tái)分析中藥作用于副溶血弧菌的發(fā)病機(jī)理研究，截止目前，也尚未發(fā)現(xiàn)有其他實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)方面的文獻(xiàn)刊登。
