Генетическая инженерия сегодня
Патрушев Лев Иванович, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Лаборатории биотехнологии Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
synbio2012.ru
Таксономическое типирование хламидий и микоплазм при воспалительных процессах...Игорь Шадеркин
Белорусская медицинская академия последипломного образования
Таксономическое типирование хламидий и микоплазм при воспалительных процессах респираторного тракта у детей
Глинкина Т.В.
м.н.с. группы ПЦР диагностики ЦНИЛ БелМАПО
Минск 2009
Описан экспериментальный макет и принципы работы импульсного терагерцового рефлектометрического спектрографа-интравизора. При помощи данного макета получены временн е формы отраженного ТГц сигнала от слоистых сред – CD-диск, дискета, зубная ткань. Продемонстрирована возможность подробного изучения структуры диэлектрических слоистых сред при помощи данного метода.
Генетическая инженерия сегодня
Патрушев Лев Иванович, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Лаборатории биотехнологии Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
synbio2012.ru
Таксономическое типирование хламидий и микоплазм при воспалительных процессах...Игорь Шадеркин
Белорусская медицинская академия последипломного образования
Таксономическое типирование хламидий и микоплазм при воспалительных процессах респираторного тракта у детей
Глинкина Т.В.
м.н.с. группы ПЦР диагностики ЦНИЛ БелМАПО
Минск 2009
Описан экспериментальный макет и принципы работы импульсного терагерцового рефлектометрического спектрографа-интравизора. При помощи данного макета получены временн е формы отраженного ТГц сигнала от слоистых сред – CD-диск, дискета, зубная ткань. Продемонстрирована возможность подробного изучения структуры диэлектрических слоистых сред при помощи данного метода.
Особенности регуляции транскрипции у прокариот и эукариотIlya Klabukov
Особенности регуляции транскрипции у прокариот и эукариот
Кульбачинский Андрей Владимирович, доктор биологических наук, заведующий Лабораторией молекулярной генетики микроорганизмов Института молекулярной генетики РАН
synbio2012.ru
Особенности регуляции транскрипции у прокариот и эукариотIlya Klabukov
Особенности регуляции транскрипции у прокариот и эукариот
Кульбачинский Андрей Владимирович, доктор биологических наук, заведующий Лабораторией молекулярной генетики микроорганизмов Института молекулярной генетики РАН
synbio2012.ru
Казачкова Н.И. - Основы метода Ngs на примере платформы illumina. применение ...AlinaPokhilko
Навчальний курс: «Молекулярна онкологія, патологія та генетика»
Медична лабораторія CSD спільно з Center for research and education of translational biology and medicine (www.tbm.center ) пропонує безкоштовний курс навчальних лекцій для усіх бажаючих.
Гостевая лекция Института биоинформатики. Подробнее: http://bioinformaticsinstitute.ru/lectures/1218
Несмотря на несерьезное название, на лекции разговор пойдет о важной проблеме в работе биоинформатика, почти любая реальная задача которого связана с обработкой и анализом больших данных. И решить задачу нужно не только правильно, но и эффективно. Процесс решения можно условно разделить на две части: «придумать», как решать, и «обучить» этому компьютер. И на лекции речь пойдет именно об эффективном «обучении».
Наивно реализованные алгоритмы работают неприемлемо долго, когда дело доходит до гигабайтов реальных данных. От биоинформатика уже требуются не просто базовые навыки программирования, но и знание технических нюансов. И даже у профессионального программиста уйдет немало времени, например, чтобы выгодно использовать возможности Hadoop при работе с Big Data. Так можно ли современному ученому обойтись без тщательного изучения кучи языков, библиотек и фреймворков и сосредоточиться именно на решении?
Ядерный век прошел, и становится все понятнее, что в фокусе науки 21-го века будут живые системы, медицина, и человек во всех его проявлениях. Здесь осуществляются самые масштабные финансовые вливания, и на эту отрасль человечество возлагает самые большие надежды. Все чаще слышатся предметные обсуждения тем, казавшихся еще недавно научной фантастикой: сможет ли человечество победить старение, рак, и другие смертельные заболевания? Сможет ли менять свой геном по собственному желанию? Будем ли мы хозяевами своим телам в той же мере, как мы хозяйничаем на Земле?
Многие десятилетия биология и медицина развивались как описательные науки. Однако по мере созревания и накопления информации, любая наука рано или поздно переходит на более точный язык - язык математики. Проект "Геном человека" обеспечил технологический прорыв, который будет питать науку о живом еще много лет - но который также поставил много новых глобальных вопросов перед современными учеными.
http://bioinformaticsinstitute.ru/guests
В пятницу 10 октября в 19.00 Мария Шутова (ИоГЕН РАН) выступала в Институте биоинформатики с открытой лекцией, посвященной изучению рака.
Рак -- одна из наиболее распространенных причин смерти по всему миру. В лекции рассматривается, как знания об эволюции, работе генома, репрограммировании, а также использование биоинформатических методов помогли лучше понять, как развивается раковая опухоль и предложить новые методы лечения разнообразных типов рака. Рассмотрены мышиные модели развития рака и интересные результаты, которые были получены с их помощью.
http://bioinformaticsinstitute.ru/lectures
Гостевая лекция Института биоинформатики, 9 октября 2014. Лектор -- Мария Шутова (ИоГЕН РАН).
За последние десять лет плюрипонтентные клетки стали героями двух Нобелевских премий и многих тысяч научных и научно-популярных статей. Их уникальная возможность превращаться в любую клетку взрослого организма до сих пор дает пищу для ума как биологам развития, так и ученым, ищущим способы лечения генетических заболеваний. В лекции будет рассказано о двух типах плюрипотентных клеток: "естественных" (эмбриональные стволовые клетки) и "искусственных" (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки). Отдельно мы остановимся на том, как знания о работе транскрипционных факторов помогли репрограммировать клетки, и как эти "искусственные" плюрипотентные клетки можно использовать в медицине.
В своей лекции Андрей Афанасьев рассказал о стартапах в биотехе и биоинформатике и своем биоинформатическом проекте iBinom, разобрал несколько биотехнологических проектов глазами инноваторов и инвесторов, а также коснулся вопроса поиска инвестиций и поделился личным опытом взаимодействия с венчурными фондами и институтами развития.
2. Рестрикция ДНК
- Разрезание молекулы ДНК в определенной
последовательности
Рестриктазы
1. Узнают определенные
последовательности в ДНК
2. Разрезают молекулу ДНК в определенных
местах
10. Полимеразная цепная реакция (ПЦР)
Polymerase chain reaction (PCR)
1983 г, Кэри Муллис
– метод, позволяющий избирательно синтезировать большие количества
определённых фрагментов ДНК
• «Полимеразная» - используется фермент ДНК-
полимераза
• «Цепная» - состоит из повторяющихся циклов,
количество ДНК с каждым циклом увеличивается в
геометрической прогрессии
13. Компоненты ПЦР
Праймеры
Определяют амплифицируемый участок
Служат «затравкой» для синтеза ДНК
dNTP «Строительный материал»
KCl
Моновалентные катион необходим для оптимальной
гибридизации праймеров
Tris Поддержание оптимального для ферментативной реакции рН
MgCl2 Бивалентный катион необходим для работы фермента
Полимераза Осуществляет синтез ДНК
Матрица Анализируемый образец ДНК
Буфер
24. Применение ПЦР для диагностики
генетических нарушений
Анализ делеций Анализ транслокаций
25. Разновидности ПЦР
• Hot-start PCR – для повышения специфичности реакции
• Touch-down PCR – для повышения специфичности реакции
• Allele-specific PCR– для выявления однонуклеотидных различий
• RT-PCR (reverse transcriptase PCR)– для амплификации РНК
• Asymmetric PCR– для получения одноцепочечного продукта ДНК
• Real-time PCR, qPCR
• Inverse PCR– если известна небольшая последовательность внутри
амплифицируемого участка
• Nested PCR – две последовательные реакции (для повышения
чувствительности и специфичности)
• PCR mutagenesis – две направленного внесения замен в
последовательность
33. ПЦР в реальном времени
(Real-time PCR)
• одновременная амплификация и измерение количества
продукта
• наличие флюоресцентного красителя в смеси
• наличие оптического блока в амплификаторе
линейный lg
33
34. Системы детекции
1. Неспецифичные
– интеркалирующие красители (SYBR Green и др.)
2. Специфичные
– линейные разрушаемые пробы (TaqMan)
– «молекулярные маячки» (beacons)
– примыкающие пробы
36. Метод TaqMan
(линейные разрушаемые зонды)
флуоресцентные зонды и гашение флуоресценции
флуоресцентный
краситель
гаситель
флуоресценции
зонд
специфический фрагмент
ДНК
FRET – Fluorescence Resonance Energy Transfer
37. FRET – Fluorescence Resonance Energy Transfer
Резонансный перенос энергии флуоресценции
54. Виды ПЦР-анализа
Качественный анализ
Сравнительный анализ
(полуколичественный)
Количественный анализ
есть нет
больше меньше Х раз
лечение
10 000 копий 1000 копий
55. Количественная ПЦР (qPCR)
• Подсчёт числа копий генов
• Анализ представленности транскриптов
• Оценка инфекционной нагрузки
57. Преимущества Real-time PCR
• возможность как качественной, так и количественной оценки исходной матрицы
• отсутствие манипуляций после проведения ПЦР (электрофорез)
• большая чувствительность (от единичных копий) и специфичность
• большой динамический диапазон концентраций (порядка 10^7)
• возможность постановки Multiplex анализа
58. 1. Научные исследования
– амплификация ДНК для гибридизации
(блоттинг, микрочипы)
– амплификация ДНК для секвенирования
– клонирование геномной ДНК, кДНК
– филогенетическое сравнение геномов
– генетическое картирование
– анализ уровня транскрипции
Применение ПЦР
59. 2. Медицина
– генетическое тестирование
– типирование тканей (для трансплантации)
– тестирование мутаций в онкогенах
– диагностика инфекций
3. Судебная медицина
– ДНК-дактилоскопия
– установление родства
4. Анализ пищевых продуктов, детекция ГМО
Применение ПЦР
60. Применение ПЦР
Залог успеха ПЦР
• высокая чувствительность
• высокая специфичность
• высокая устойчивость
• низкая стоимость, быстрота
Получение информации
• анализ уровня
транскрипции
• ДНК-диагностика
• генотипирование
Получение материала
• клонирование ДНК
• мутагенез
• секвенирование
64. О-
ОCH2
ОP
О
О–
О-
3`
4`
5`
2`
1`
Н
Использование UDG – метод борьбы с
контаминацией продуктами ПЦР
2) При нагревании до 950С UDG инактивируется, а AP-сайты
расщепляются, в результате урацил-содержащая ДНК, попавшая в
пробирку до начала ПЦР, деградирует
3) Проводится обычная ПЦР, реакционная смесь очищена от продуктов
предыдущей амплификации
65. Digital PCR (dPCR)
65
R
P
M 1ln М – среднее количество целевой ДНК на сегмент реакции (на основе
распределения Пуассона)
Р – доля сегментов, содержащих ПЦР-продукт
R – общее кол-во проанализированных сегментов
Лимитирующие факторы dPCR:
• Количество сегментов реакции
• Концентрация целевой ДНК в анализируемом образце
• Реакционный объѐм
66. Коммерчески доступные системы,
реализующие dPCR
66
Fluidigm - технология
микрофлюидных чипов
Bio-Rad (QuantaLife) -
dPCR в суспензии
(Digital Droplet PCR)
Life Technologies
dPCR в платах
OpenArray®
68. Сравнение с Real-Time PCR
68
Digital PCR: a powerful new tool for noninvasive prenatal diagnosis? Bernhard G. Zimmermann, Simon Grill,
Wolfgang Holzgreve. Prenat Diagn 2008; 28: 1087–1093.