第八章基因表达数据分析ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 基因表达数据分析,第八章 基因表达数据分析,1,Where?,Go?,Where?Go?,2,生物信息学,和,基因芯片,是新内容;,生物信息学,基因芯片,促进,丰富,生物信息学和基因芯片是新内容;生物信息学基因芯片促进丰富,3,提纲,一 基因芯片简介,(1)基因芯片的发展历史,(2)基因芯片的分类,(3)基因芯片的基本原理,(4)基因芯片的技术流程,(5)基因芯片的应用,二 生物信息学在基因芯片中的应用,(1)基因芯片数据流关系图,(2)生物信息学在基因芯片中的应用,提纲一 基因芯片简介,4,一 基因芯片简介,一 基因芯片简介,5,1.基因芯片的发展历史,Southern&Northern,Blot,Dot,Blot,Microarray,Microarray,高通量、,自动化、,灵敏度高,1.基因芯片的发展历史Southern&Northern,6,2.基因芯片的分类,(一)按载体材料分类,玻璃芯片、硅芯片、陶瓷芯片。,(二)按点样方式分类,原位合成芯片、点样芯片。,(三)按基因芯片的使用功能,测序芯片、表达谱芯片、基因差异表达分析芯片,。,2.基因芯片的分类(一)按载体材料分类,7,3.基因芯片的基本原理,基因芯片（gene chip），又称,DNA微阵列,（microarray），将大量探针以高密度固定于支持物上，然后与标记的核酸样品进行杂交，通过检测杂交信号的强弱进而判断样品中靶分子的数量。,基因芯片的基本原理:,碱基互补匹配,。,3.基因芯片的基本原理基因芯片（gene chip），又,8,基因芯片,荧光标记的样品,共聚焦显微镜,获取荧光图象,杂交结果分析,探 针 设 计,杂交,基因芯片荧光标记的样品 共聚焦显微镜获取荧光图象杂交结果分析,9,4.基因芯片的技术流程,芯片制作、,样品制备、,分子杂交、,信号检测与结果分析,4.基因芯片的技术流程芯片制作、,10,基因芯片,荧光标记的样品,共聚焦显微镜,获取荧光图象,杂交结果分析,探 针 设 计,杂交,基因芯片荧光标记的样品 共聚焦显微镜获取荧光图象杂交结果分析,11,第八章基因表达数据分析ppt课件,12,芯片制作,芯片制作,13,样品准备,样品的分离纯化：,DNA,mRNA,扩增：,PCR,RTPCR，固相PCR,样品的标记：,荧光标记（常用Cy3、Cy5）,样品准备样品的分离纯化：,14,分子杂交,分子杂交,15,信号检测与结果分析,信号检测与结果分析,16,5.基因芯片的应用,测序、,表达谱分析、,基因表达差异分析,5.基因芯片的应用测序、,17,基因芯片测序流程,基因芯片测序流程,18,基因芯片用于基因诊断:,通过基因芯片诊断地中海贫血患者的血液细胞发现在B-珠蛋白基因中存在3个明确的突变位点.,基因芯片用于基因诊断:,19,二、生物信息学在基因芯片中的应用,提取什么信息,如何提取信息,如何处理和利用信息,确定芯片检测目标,芯片设计,数据管理与分析,二、生物信息学在基因芯片中的应用提取什么信息确定芯片检测目标,20,探针设计,解决杂交条件一致性问题,芯片优化,提高芯片制备效率,公共 数据库,专用 数据库,确定目标,选择待检测的目标序列,数据分析,分析杂交检测结果及可靠性,基因芯片 数据库,图像处理,数 据 库 查 询 序 列 分 析,生 物 信 息 学,数 据 挖 掘 数 据 可 视 化,杂交检测图像,基因芯片数据流图,1.基因芯片数据流关系图,探针设计芯片优化公共 数据库专用 数据库确定,21,体现在三个方面:,芯片设计,可靠性分析,数据分析,2.生物信息学在基因芯片中的应用,体现在三个方面:2.生物信息学在基因芯片中的应用,22,(1)芯片设计的一般性原则,(1)互补性,(2)敏感性和特异性,(3)容错性:,采用冗余探针,(4)可靠性,(5)可控性:,设置质量控制探针,(6)可读性:,通过探针布局,使杂交信号便于观察理解,(1)芯片设计的一般性原则,23,基因芯片检测的根本原理DNA的变性和复性.因此探针如果在同一个芯片上与不同的点进行杂交,要求,杂交的温度要尽可能一致,.,Tm:,凡使50%杂交体分子发生变性分解的温度称为解链温度,即Tm.,(1)芯片设计的一般性原则,基因芯片检测的根本原理DNA的变性和复性.因此探针如果在同,24,一个理想的基因芯片图像具有以下几个性质：,（1）芯片单元的形状和尺寸相同；,（2）每个单元的中心位于象素点上；,（3）无灰尘等引起的噪声信号；,（4）最小和均匀的图像背景强度。,(2)可靠性分析,一个理想的基因芯片图像具有以下几个性质：(2)可靠性分析,25,(3)数据分析,图象预处理,网格定位,背景滤除,荧光信号提取,归一化处理,(3)数据分析图象预处理网格定位背景滤除荧光信号提取归一化,26,网格定位结果,网格定位结果,27,背景区域,背景滤除,荧光信号提取,背景区域背景滤除荧光信号提取,28,Cluster,配合,TreeView,软件,Cluster,29,红:正调节,绿:负调节,黑:不变化或参照,红:正调节,30,存在的问题,急需解决的问题,：,生物芯片的重复利用。,生物芯片的多重用途。,统一的行业标准。,定量分析。,降低检测生物芯片的仪器的价格。,存在的问题急需解决的问题：,31,