11基因芯片2009概论.ppt

* Expression Gene Experiment * 1)用基因表达芯片探索药物作用机理 * 基因芯片的其它类型 研究的对象（探针的针对对象） 用途 * 启动子芯片简介 染色质免疫共沉淀（chromatin immunoprecipitation, ChIP）技术 该技术的主要方法是：将细胞先用甲醛固定，使DNA和蛋白质交联，再用DNA结合蛋白（转录因子和核酸结合酶类）的特异性抗体将蛋白质和DNA一起沉淀下来，与蛋白质解离后的DNA经过PCR扩增，并用荧光标记后，与芯片上的核酸探针杂交，通过杂交信号的检测，判定该DNA结合蛋白与何种基因结合，由于DNA结合蛋白通常与基因的启动子区结合，也称为启动子区基因芯片。 * * * * Tiling microarray 简介 * Unbiased寻找转录因子的位点(TFBS) * Miska et al. 2005 current opinion in genetics microRNA基因芯片简介 * * 基因芯片需考虑的事项 组织或细胞的类型 基因表达的时间性及空间性 基因表达的方式、丰度 * 基因表达的时间性及空间性 * 时间和空间特异性 * * 基因表达的方式 管家基因与奢侈基因 管家基因（housekeeping gene）--在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。 组成性基因表达(constitutive gene expression) 奢侈基因（luxury gene）—只在特定的细胞类型中表达的基因 * 3, 基因芯片的数据分析 Data Processing Data Mining Information Data Knowledge * 数据处理 Normalization Background Subtraction Expression Algorithm Intensity Algorithm Data Processing * 基因表达数据分析过程 强度算法(Intensity Algorithm) 将图像转化为杂交信号值 背景去除(Background Subtraction) 去除非特异性的杂交信号(背景信号) 探针的对应算法(Expression Algorithm) 将探针的杂交信号值与各自所代表的基因相对应 标准化(Normalization ) 不同试验和不同样品间数据的归一化,使它们均衡可比 * 数据筛选 探针筛选 表达水平筛选（信号强度值、多次试验标准差等） 背景差异筛选（选出与背景差异显著的探针） 表达差异筛选（选择与对照样本表达差异较大的基因） * 探针筛选（以Affymetrix芯片为例） 1. 探针名的后缀以 “_at” 识别基因的反义链 而且，以 “_at” 标识的探针 表示仅识别唯一的基因. 2.探针名的后缀以 “_a_at” 表示识别同一基因的多个可变剪切. 3.探针名的后缀以 “_s_at” 表示识别不同基因的多个转录本. 4.探针名的后缀以 “_x_at” 可能包含一些交叉序列的基因 可以去除“_s_at” 和“_x_at” 的探针集 * 数据挖掘Data Mining Genes Experiments Novel genes Novel functions of known genes Pathway elucidations Biological Processes 1 2 3 4 5 6 -1.5 -0.5 0.5 1.5 1 2 3 4 5 6 -1.5 -0.5 0.5 1.5 1 2 3 4 5 6 -1.5 -0.5 0.5 1.5 1 2 3 4 5 6 -1.5 -0.5 0.5 1.5 * 主成分分析Principal Component Analysis (PCA) 分层聚类分析Hierarchical Cluster Analysis (HCA) Multidimensional Scaling (MDS)  k-Means Classification and Regression Tree (CART)自组织映射 Self-Organizing Maps (SOM) 相关系数聚类Correlation Coefficient Clustering向量机Support Vector Machine (SVM)k最近邻法 k-Nearest Neighbors (KNN)Partial Least-Squares Regression (PLS)Back-Propagation Artificial Neural Network (BP-ANN)Genetic Algorithm