生物信息学第十二章鼠类和人类公用物理图谱数据库的使用.doc

第十二章 鼠类和人类公用物理图谱数据库的使用 Lincoln D. Stein Cold Spring Harbor Laboratory Cold Spring Harbor, New York 　 几年前，几张已经制成的人类基因组图谱还只是在小面积上的低分辨率图。生物医学研究者如果希望定位和克隆一个致病基因，总的说来就不得不对目的区域制图，而这是一个费时费力的过程。这种情况在近几年发生了巨大的变化。现在已经有了高质量的人类基因组基因图谱，它以单一序列重复多态性（Murray et al.,1994; Dib et al., 1996）为基础，提供分辨率达1－5Mb的图谱信息。此外，还有许多物理图谱分辨率在亚兆（sub-Mb）范围（参见Hudson et al.,1995; O’Connell et al.,1996，及其它）。长约16000的表达序列的图谱现在也可以得到。利用这些图，一个研究者，在很多情况下，可以只集中研究一个选定区域，用几个小时来有哪些信誉好的足球投注网站公用图谱数据库，而不是用几个月时间做实验了。 令人啼笑皆非的是，研究者的困难现在已经从基因组制图转到了使用一个巨大的未知领域。它包括www站点，FTP（文件传输协议File Transfer Protocol）服务器和数据库。其中有大型数据库，如NCBI Entrez和GDB。也有小型数据库，可以提供由基因组中心发表的初级图谱、由个体染色体委员会赞助的网址和由小型实验室使用，以发表特定区域详图的网址。每种来源中的信息，即使与另一种中的相重复，也有其自身的价值。使用这个信息网并不容易。最近，一项在Alta Vist Web有哪些信誉好的足球投注网站器上做的对“基因组”一词的有哪些信誉好的足球投注网站就找到了超过80000个的潜在的相关文件。本章作为这些图谱的一个“简图”，用来引导读者穿过物理图谱数据库的迷宫。 本章先对物理图谱制图方法作一简要回顾，然后讨论大型公用数据库NCBI Entrez和GDB，这些库提供了查找许多不同来源图谱的简捷途径，并能在这些来源中进行比较。接着，本章再讨论一下由个体制图实验室所出版的资料，从在基因组范围做出制图努力的某些中心，一直到对个体染色体做出制图努力的。因为作者的专业领域所限，本章集中讨论人类和鼠类的图谱。 物理图谱的类型 物理图谱有许多结构和形式。一个极端是限制性图谱（restriction map），用于对小区域、如kb量级做精细结构制图，另一个极端是细胞遗传学图（cytogenetic map），用于对以104 kb为长度量级的区域制图。但是，最常用的两种类型还是STS含量图（STS content map）和放射性杂交图（radiation hybrid map），它们的分辨区域都大于1Mb，并且有能使用简易PCR中的定位标记物的优点。 在STS含量图（图12.1）中，STS标记物通过多聚酶链反应所监测，在反应中它与一个大的插入克隆基因库反应，如酵母人工染色体（TACs），细菌人工染色体（BACs）和粘粒等。如果两个或多个STS被发现是存在于同一个克隆之中，那么这些标记位点紧密相邻的机会就很高（不是100%，因为在制图过程中存在一些假象，如出现嵌合克隆体）。一段时期以来，根据STS含量图已经建立起一系列重叠群，如含有STS的重叠簇克隆。这样一张图的分辨率和覆盖度由一些因子决定，如STS的密度、克隆群体的大小、以及克隆文库的深度。通常STS含量图以长1Mb的插入YAC库为基础，分辨率为几百个bp。如果使用插入部分较小的克隆载体，图谱就会有一个更高的理论分辨率，但是覆盖基因组同样大小面积就需要更多的STS。虽然一般有可能从STS含量图上得到标记物的相对顺序，但是相邻标记物之间的距离还是无法精确测得。尽管如此，STS含量图还是有与克隆原相关的优点，并且可将其用于更进一步的研究，如次级克隆或DNA测序。到目前为止，STS含量图制图简单而使用最多的来源是巴黎的CEPH（centre d’Etudes du Polymorphisme Humain）中的YAC库。它是一个10×覆盖率的文库，平均插入长度为~1Mb。 放射性杂交图（图12.2；Cox，1992）对片段DNA的断点作图。在此技术中，一个人体细胞系被致死性的gamma射线照射，染色体DNA分成片段。然后该细胞系与一个仓鼠细胞系融合而被救，并能繁殖几代。在这期间，人类细胞和仓鼠细胞的杂合体随机丢失其人类染色体片段。这样一百个或更多的杂合细胞系克隆体中，每一个都有不同数量的染色体片段，筛选生长后，就可以形成一套杂合组，供接下来的制图实验用了。 如果要在一个放射性杂交组中对一个STS作图，那就要将每种杂交组细胞系中的DNA进行STS的PCR操作。细胞系中如果含有该STS的染色体片段，那么就能得到一个正的PCR信号。在基因组中相邻很近