一、基因芯片（genechip）技简介生物芯片（biochip）基因芯片（genechip,DNAchip,orDNAmicroarry）基本概念GeneChip主要是利用Northernblotting的原理，将NorthernBlotting的探针固定在特定的固体基质上，而原来印记在膜上的目标RNA进行标记，然后进行的大规模的杂交。TheDimensionsofaGeneChip5”5”Upto~6,500,000features/chip1.28cm1.28cm5µm5µm******Millionsofidenticalprobes/feature基因芯片的制作方法原位合成芯片光蚀刻原位合成法（Affymetrix）、电化学原位合成法、喷墨式原位合成法点样芯片针点式点样法、喷墨式点样法原位光刻合成基因芯片原理光源遮蔽板芯片arrayprobesA3×3arrayCGACGACACGAGCGAGCNucleotideDepositionSequenceACGAMask1AAAAA探针合成探针合成arrayprobesA3×3arrayCGACGACACGAGCGAGCNucleotideDepositionSequenceACGCMask2CCCCCCAAAAAA3×3arrayCGACGACACGAGCGAGCNucleotideDepositionSequenceACGGMask3CCCCCCAAAAAGGGGGGCGACGACGAGCGAGCAC探针合成完成的芯片Cy3和Cy5Cy3激发波长532nmCy5激发波长635nm
表
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达谱芯片实验
流程
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1、分离RNA（10µg）2、标记3、杂交（预杂交）4、洗片5、扫描AffymetrixGeneChip二、第二代测序技术简介（Next-generationsequencing）KeyGenomicsTechnologies1975-SouthernDNAhybridizationtechnique1977-Sanger’schain-terminationandMaxam、Gilbert’schemicalDNAsequencingmethods1980-Automatedinsituoligonucleotidesynthesisinstrument1985-Mullis’sdiscoveryofPCRatCetus1992-Affymetrix(Fodor’sgroup)firstgene-chip1995-ABI’sfirstautomatedDNAsequencer2006-2ndgenerationDNAsequenceronmarket2007andbeyond–Singlemoleculesequencingtechniques测序技术的发展双脱氧末端终止法(Sanger测序法)1970s同位素标记，手工1980s荧光标记，自动1990s毛细管电泳合成测序法（第二代测序）焦磷酸测序（Pyrosequencing,Roche/454）合成测序（Sequencing-By-Synthesis,Illumina/Solexa）连接测序（Sequencing-By-Ligation,ABI/SOLiD）单分子测序技术（第三代测序）HelicosPacificBiosciencesOxfordNanopore*厂商RocheIlluminaABI技术454SolexaGASOLiD测序仪GS20FLXTiIIIIIx123序列数目（百万）0.50.51.252810025040115320单末端测序（Single-end）读长（bp）1002004003550100253550运行时间（天）0.250.30.4335658通量（Gb）0.050.10.515251416配对末端测序（Paired-end）读长（bp） 2004002×352×502×1002×252×352×50库序列长度（kb） 3.53.50.20.20.2332运行时间（天） 0.30.461010121016通量（Gb） 0.10.529502832Solexa和SOLiD配对末端测序所需时间和产出是单末端的两倍，454的配对末端和单末端差异在于建库方法，所需时间和测序量不变。ABISOLiD包含两张芯片，这里的数据是一张芯片的量。表1.1目前使用最广泛的三大第二代测序平台测序能力统计信息（2010年年初数据）http://www.politigenomics.com3个水稻基因组/天12个水稻基因组/天10个水稻基因组/天1994：3亿美元测定一个人类基因组(1:10)1984：30亿美元测定一个人类基因组未来目标：1000/100美元测定一个人类基因组2004：3千万美元测定一个人类基因组(1:100)2006：1百50万美元测定一个人类基因组(1:2000)2008：50万美元测定一个人类基因组(1:6000)Solexa测序技术原理介绍（1）Solexa测序技术原理介绍（2）Solexa测序技术原理介绍（3）Solexa测序技术原理介绍（4）PairedEndReadsFromShendureetalRead1Read2KnownDistanceJumpingLibraryContructionFragments熊猫基因组测序使用10kb、5kb、2kb片段分别建库测序TCCRACNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN^AGGRTGNNNNNNNNNNNNNNNNNN^NNMmeIsite:PairedEndReadsareImportant!RepetitiveDNAUniqueDNASinglereadmapstomultiplepositionsPairedreadmapsuniquelyRead1Read2KnownDistanceShendureetal2005Solexa测序技术的特点边合成边测序（sequencingbysynthesis,SBS）大规模平行化（massivelyparrellel）新的测序技术会对生物科学的研究产生深远的影响，它会产生海量的数据。纯粹依靠靠生物化学或者分子生物学技术的实验室将会很难生存!只懂生物化学和分子生物学的生物学家将会很难生存！每个学生物的学生都应该掌握生物信息学和统计学！
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