DNA功能化纳米材料的制备及其在5-mC生物传感分析中的应用

发布时间：2020-12-24 14:14

　　DNA甲基化是表观遗传最基本的修饰方式,其修饰的分子本质是在胞嘧啶（Cytosine,C）的第五个碳原子上添加甲基CH₃,形成5甲基胞嘧啶（5-methyl Cytosine,5-mC）而不改变DNA序列。由于DNA甲基化对细胞分化、胚胎发育和肿瘤发生等基因表达、基因印记和基因沉默的调控作用,DNA甲基化已成为继限制性片断多态性、DNA点突变之后最具价值的第三代遗传标记。DNA甲基化是肿瘤发生中抑癌基因失活和癌基因活化的重要机制,国内外研究证明抑癌基因高甲基化和癌基因低甲基化是肿瘤形成的早期特征性改变;且发现多发性硬化症、地中海贫血等遗传性疾病,和包括系统性红斑狼疮、I型糖尿病等在内的自身免疫性疾病特征性的靶基因甲基化偏倚。DNA甲基化失衡,已成为肿瘤等基因表观遗传紊乱类疾病早期诊断与预警的新靶点。因此,定量分析特定序列DNA甲基化水平,已成为表观遗传研究、自身免疫性疾病和肿瘤等基因表观紊乱疾病早期诊断与预警,和肿瘤等去甲基化治疗方案选择的新手段,DNA甲基化定量分析临床适宜检测技术研究已成为实验诊断医学与表观遗传学交叉研究的前沿领域。电化学生物传感器是通过将分析... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

甲基化胞嘧啶5mC分子结构变化

图 1.2 肿瘤形成中的 DNA 甲基化改变模式[14]1.2.2 DNA 甲基化的分析方法1.2.2.1 基于重亚硫酸盐转化技术检测法在 DNA 甲基化检测方法中，亚硫酸氢盐转化方法是最常使用的。亚硫酸氢盐可以将非甲基化的胞嘧啶转化为尿嘧啶，后者经 PCR 扩增变成胸腺嘧啶，但甲基化的胞嘧啶则能抵抗亚硫酸氢盐的修饰，保持不变，这样包含 DNA 甲基化的信息就可转化为序列的差异。基于重亚硫酸盐转化建立的基因组甲基化测序分析（whole-genome bisulfite sequencing，Bisulfite-Seq），Bisulfite-Seq 分析是利用未甲基化的胞嘧啶经高浓度重亚硫酸盐化学修饰后转化为尿嘧啶，而 5-甲基胞嘧啶保持不变，将胞嘧啶的甲基化修饰信息转化为序列差异信息实现甲基化检测[28]。但亚硫酸氢盐转化测试结果受到转换是否完全和测序深度的影响，需要长时间酸处理，易导致靶序列降解；另一方面，检测后庞大的数据处理和对检测设备的特殊要求导致其难以在临床实验室推广应用。

图 1.3 生物传感器检测原理1.3.2 生物传感器的分类感应器能够将待测物的物理、化学以及生物等信号转变为可识别、可量化的响应信号。转换器一般为电极，它将接受到的响应信号转换为电位、电流、电导以及电容等电信号。生物传感器有下面几种主要的分类方式：（1）根据生物传感器中分子识别原件即敏感元件可分为：酶传感器，微生物传感器，DNA 传感器，组织传感器和免疫传感器等[34]；（2）根据生物传感器的换能器即信号转换器分类有：生物电极传感器，半导体生物传感器，光生物传感器，热生物传感器，压电晶体生物传感器[35]；（3）以被测目标和分子识别元件的相互作用方式进行分类有：代谢型或催化型生物传感器，生物亲和型生物传感器[36]。1.3.3 电化学 DNA 生物传感器


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