• 沒有找到結果。

基因組學-人類基因體計劃及其應用

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "基因組學-人類基因體計劃及其應用 "

Copied!
64
0
0

加載中.... (立即查看全文)

全文

(1)

Genomics-­‐  Human  genome  project  

國立中山大學 生物科學系 黃明德

基因組學-人類基因體計劃及其應用

(2)

Q:

: 如如果果你你在在研研究究紫紫色色眼眼睛睛基基因因,,你你要要如如何何找找到到標標的的基基因因??

 

(3)

•  科科學學家家利利用用其其它它性性狀狀或或分分子子標標誌誌

(molecular  marker)

標定定眼眼睛睛顏顏色色基基因因

 

(4)

家族 族圖 圖譜 譜與 與基 基因 因定 定位 位  

qq  

qq   qq   qq   qq   qq   qq   qq  

#1                    aa          aa                              AA            Aa                                                                    Aa          AA                            aa  

#2                    Bb          Bb                              bb          Bb                                                                    Bb          bb                              bb  

#3                      cc          Cc                              Cc            cc                                                                      Cc          Cc                                cc  

#4                    dd        Dd                              dd          dd                                                                    Dd          dd                                dd  

#5                    ee          ee                              ee            ee                                                                    ee            ee                              ee    

#6                      ff                ff                              Ff              ff                                                                        ff                Ff                                ff                                                                                                                  

A              B                                      C                    D                E              F   QQ  |  Qq  

Marker  

假設:  大寫的基因座都是自於父本  QQ  |  Qq,而母本qq則是全都是小寫基因座  

(5)

Solomon  islands  blonde  ( 索羅⾨門群島⾦金髮)    

Q:  當⾦金髮不再和膚⾊色性狀相連結,你當如何研究?  

(6)

基因 因組 組學 學 (Genomics)  

•  基因組(genome):細胞內所有的DNA,包含核DNA(nuclear   DNA)、葉綠體DNA、粒腺體DNA  

•  基因組學(基因體學)    

 目的:研究基因組結構、基因功能、基因演化    工具:  

           -­‐  基因組定序  –  基因組完整定序              -­‐  生物資訊學 –  序列組裝及分析              -­‐  遺傳學 -­‐  基因功能分析  

 流程:基因組定序 -­‐>  基因註解  -­‐>  基因功能分析      

後基因體時代  

(7)

遺傳學:  

Gene-­‐by-­‐gene  approach   基因體學:  

High-­‐throughput   approach  

•  基因體學與遺傳學相較,為以高通量(high-­‐throughput)策略研究基因功能  

(8)

Human  genome  project  

-­‐  目的:將人類基因組序列完全定序

並註解所有基因   -­‐  1990計劃啟動   -­‐  2003公佈草圖  

-­‐  總經費  $3,000,000,000美元   -­‐  共18個國家參與  

(9)

人類 類基 基因 因組 組計 計劃 劃 /Human  genome  project  (HGP)  

•  1984  –  科學家於美國能源部會議提出構想  

•  1986  –  與會科學家再次強調該計劃重要性並討論  

•  1988  –  與會科學家一致同意該計劃重要性並準備著手進行  

•  1990  -­‐    提出初步構想(為期15年,  經費美金 $3,000,000,000,採用 階層式定序法)  

•  1992  -­‐  發布低解析度基因組草圖(genome  map)  

•  1998  –  Celera公司宣佈將以霰彈槍定序法於五年內完成基因組 定序,經費 $300,000,000,完成後將註冊所有基因  

•  1999  –  第一條染色體公布 (chromosome  22)  

•  2000  -­‐  Celera公司宣佈已完成  ~97%  

•  2003  -­‐    人類基因組計劃完成  

(10)

定序 序金 金額 額試 試算 算  

-­‐   Sanger  定序法  

         單次定序:  500-­‐1000  bp            單次定序費用:    $  3  

  -­‐   Human  genome:  3,200,000,000  bp  

         3,200,000,000  /  500  =  6,400,000  定序次數            6,400,000  *  3  =  $  19,200,000      

 

Why  need  $3,000,000,000?  

(11)

基因 因組 組大 大小 小  

•  單單位位

(bp  /  base  pair)  

     1  bp  =  1  bp  ,          1  kb  =  1,000  bp,            1MB  =  1,000,000  bp,    

     1GB  =  1,000,000,000  bp  

基因數目   3                                        4288                          19,000                        13,600                  ~  20,000                            ?                                                                        

•  基基因因組組大大小小

 

C值謎(C-­‐value  enigma):  ⽣生物的C值(或基因組⼤大⼩小)並不與⽣生物複雜程度相關的現象  

(12)

人類類染染色色體體數數目目及及其其大大小小

 

248  MB    170  MB   145  MB   133  MB   133  MB  

242  MB     198  MB     52  MB  46  MB  

58  MB   156  MB  

Total:    3,234.83  Mb  

(13)

染色體條帶技術  

•  利用染劑使染色體呈現各自獨特條帶形態,藉以區別染色體的不同  

 

技術   方法   亮帶   暗帶   G  帶   胰酶  +  Giemsa   GC  rich   AT  rich   R  帶   塩處理  +  Giemsa   AT  rich   GC  rich   Q  帶   Quinacrine   GC  rich   AT  rich   C  帶   Ba(OH)2  +  Giemsa   著絲點以外   著絲點  

C-­‐banding   R-­‐banding  

G-­‐banding  

(14)

heps://www.quora.com/How-­‐does-­‐having-­‐an-­‐extra-­‐chromosome-­‐

cause-­‐Down-­‐syndrome  

唐氏 氏症 症 -­‐第21號 號染 染色 色體 體異 異常 常  

(15)

3p22.1:  

第三條染色體短臂  

第2區第2子帶第1亞帶  

短臂  

長臂  

細胞遺傳圖譜  (cytogenehc  map)  

(16)

Genome  map  (基 基因 因組 組圖 圖譜 譜 )  

細胞遺傳圖譜   遺傳圖譜  

物理圖譜  

Cytogenehc  map:  由染色體染色而來,沒有單位,以區域劃分   Genehc  map:  由互換率計算而來,單位cM  (cenhmorgan)  

Physical  map:由序列定序而來,  單位bp  

(17)

Chromosome  recombinaHon  (染 染色 色體 體重 重組 組 )  

野⽣生型果蠅(灰⾝身⻑⾧長翅)和突變果蠅(⿊黑⾝身短翅)交配產⽣生2000隻後代,其中742隻 為灰⾝身⻑⾧長翅、266隻為灰⾝身短翅、274隻為⿊黑⾝身⻑⾧長翅,以及718隻為⿊黑⾝身短翅   請問控制體⾊色(B基因)及翅膀⻑⾧長度(V基因)兩基因是否為連鎖?如果是的話,請問 其相距多少cenhmorgan?  

742   266   274   718  

假設:母本BbVv來自於基因型為  BBVV  及 bbvv的後代  

(18)

742   266   274   718    B,  V  非連鎖基因  

之期望值   F1  子代  

 1125                                              450                                                          450                                                        125  

B,  V  為完全連鎖  

之期望值   1000                                              0                                                                0                                                            1000  

Chromosome  recombinaHon  (染 染色 色體 體重 重組 組 )  

(19)

RecombinaHon  rate  (重 重組 組率 率 )  

742   266   274   718  

F1  

重組型  

(20)

遺傳 傳圖 圖譜 譜  

•  1%  重組率 =    1  cm  (cenhmorgan)  

•  重組率 <  50%    -­‐-­‐>  ”連鎖”  

•  重組率 =  0%  -­‐-­‐>  “完全連鎖”  

•  在人類細胞中 1  cM  約  1  Mb  

(21)

Genome  map  (基 基因 因組 組圖 圖譜 譜 )  

細胞遺傳圖譜   遺傳圖譜  

物理圖譜  

Cytogenehc  map:  由染色體染色而來,沒有單位,以區域劃分   Genehc  map:  由互換率計算而來,單位cM  (cenhmorgan)  

Physical  map:由序列定序而來,  單位bp  

(22)

全基 基因 因組 組定 定序 序策 策略 略  

Shotgun  sequencing  approach  

(霰霰彈彈槍槍定定序序法法)   Hierarchical  sequencing  approach   (階階層層式式定定序序法法)  

(23)

PCR  (聚合酶連鎖反應)  

引子(primer)   DNA模版  

(24)

Sanger  sequencing    

•  藉由螢光標定ddNTP(雙脫氧核苷酸,五碳

糖缺乏3端OH基)使PCR反應停止  

•  定序長度 500-­‐1200  bp  

定序序列  

引子  

5’   3’  

5’  

PCR  

跑膠,螢光分析  

(25)

核酸雜合反應  (Nucleic  acid  hybridizahon)  

熱處理、鹼破壞 或其它化學溶液 使雙股DNA變成 單股(變性,

denature)  

DNA探針來源若為 雙股需先變成單股 才能進行雜合 ,探 針上可標定放射線 或其它螢光物質  

(26)

南方墨點法  (Southern  blopng  )  

•  主要原理為單股DNA可和放射性探針(probe,單股DNA)結合  

•  酵素作用後DNA  -­‐>  洋菜膠電泳 -­‐>  鹼處理使DNA成單股 -­‐>  轉漬至硝化纖維 膜 -­‐>放射性探針雜合 -­‐>  訊號偵測  

洋菜膠電泳  

鹼處理  

轉漬至硝 化纖維膜  

放射性探針雜合  

訊號偵測  

(27)

Colony  hybridizahon(菌落雜交)  

•  主要原理為單股DNA可和放射性探針(probe,單股DNA)結合  

•  目的為尋找含有特定序列的菌落  

•  培養菌落 à  拓印至硝化纖維膜 à  鹼破壞打破細胞並使DNA變性  à放射性探針

雜合  -­‐>  訊號偵測  

E.coli  

質體  

(28)

BMC  Genomics201112:639  

螢光原位雜合 FISH  (Fluorescence  in  situ  hybridizahon)  

•  主要原理為單股DNA可和螢光標定探針(probe,單股DNA)結合  

•  目的為確認目標序列在染色體上的位置  

•  細胞固定於玻片 à  以formamide將染色體變性  à螢光標定探針雜合 à螢光顯微鏡觀察  

(29)

霰彈 彈槍 槍定 定序 序法 法  (Shotgun  sequencing  approach)  

基因組DNA  

以物理、化學或酵素法將 DNA打斷  ~500  bp  

次世代定序  

基因組序列組裝  

(30)

DNA定序  (DNA  sequencing)  

•  傳統定序法  Sanger  sequencing    -定次定序長度  ~  500bp  -­‐  1  kb    -每次上機  96  samples  

 -  1977年發明  

•  Next  generahon  sequencing  (次世代定序,  NGS)  

 -­‐  又稱大規模並行測序  (Massive  parallel  sequencing)    -­‐  ~  100  -­‐  500  bp  /read  (依定序技術不同)  

 -­‐  每次上機可獲得  >  100  Gb資料量  

 -­‐  不同公司技術不同,目前以illumina開發的SBS技術為主流 (2006年發明)  

 -­‐  可用於基因體、轉錄體、基因甲基化及環境微生物定序  

(31)

SBS  (sequencing  by  synthesis)  

  將Genomic  DNA打斷為約  ~500  bp,  並接上adapter  

  將DNA變性並固定在含有引子的定序盤  

  引子的序列為根據adapter設計  

(32)

SBS  

•  利用引子進行PCR,將單股的標的序列複制為雙股  

(33)

•  將複制的雙股變性成單股,並重覆PCR步驟,序列數目將以2次方成長  

•  複制的目的為擴大定序訊號  

(34)

•  SBS所使用的核苷酸為特殊鹼基,上頭帶有發色基,可在激光後發出不同顏色  

•  核苷酸五碳糖3端上帶有烯丙基(allyl  group),  可使PCR反應無法進行  

•  發色基及五碳糖3端的烯丙基可以鈀(pd)反應將其移除,使PCR反應繼續  

SBS  -反應用特殊核苷酸  

(35)

PCR反應   讀取訊號   鈀反應  

PCR反應   讀取訊號   鈀反應    

PCR反應   讀取訊號   鈀反應    

SBS  –  PCR  反應及訊號讀取  

(36)

SBS-訊號解讀  (base  calling)  

(37)

Genome  assembly  (基 基因 因組 組序 序列 列組 組裝 裝 )  

•  定序時目標序列為  ~500  bp,每次由其兩端讀取  150  bp,這些定序小片段稱之為read  

•  序列的中間部份為未被定序區域  

•  同一目標序列上會有二條read,可幫助序列組裝正確性  

•  組裝原理為具有重覆序列的片段即可能位在基因體同一位置  

(38)

定序 序組 組裝 裝 (assembly)的 的難 難題 題  

•  人類基因組為3G(30億個鹼基),假設定序時每次只能讀  150  bp,那麼至少

要有2百萬條reads,若考慮重疊性,那至少要六百萬條reads才能完整涵蓋

基因組。  

•  每條序列都如同一塊小拼圖,如何把六百萬條序列完整地對到染色體?尤

其是染色體不同位置但序列卻即為相似或序列多次重覆之位置。  

         -­‐-­‐  >  將染色體分為大片段,並得知每大片段是由染色體那一區域而來    

(39)

Hierarchical  sequencing  approach  (階 階層 層式 式定 定序 序法 法 )  

以物理、化學况酵素法將DNA

打斷  ~  150-­‐300  Kb,  並接在BAC   BAC以FISH定位在染色體  

BAC  (150  kb)  片段亞克隆 至質體  (plasmid,  2  kb)   sanger定序質體DNA  

序列組裝  

(40)

DNA  載 載體 體  

載體

 

承載載量

 

宿宿主主細細胞

 

人類人造染體  (HAC)   6000  -­‐  10000  Kb   human  cell   酵母人造染色體  (YAC)   100  -­‐  3000  kb   Yeast   細菌人造染色體(BAC)   150  ~  350  kb   E.  Coli   噬菌體載體 (PAC)   100-­‐  300  kb   E.  Coli   黏質體  (Cosmid,  噬菌體載體/質體之複合體)     35-­‐45  kb   E.  Coli   質體  (plasmid)   <=  15kb     E.  Coli  

如果以一倍的覆蓋率計算,人類基因組  (3,200,000  kb)  需要                320  HAC  

         1,066  YAC          9,142  BAC      10,666  PAC      71,111  Cosmid   213,333  plasmid  

*  通常一個基因組庫的要求為6倍覆蓋率以上  

(41)

基因 因組 組庫 庫建 建構 構   (Genomic  Library   ConstrucHon)  

基因組DNA   萃取  

打碎為150-­‐350  kb  片段   萃取  

gDNA片段  

BAC載體  

限制酵素作用  

接合酶作用  

轉型  

個別保存  

如果一個BAC可承載150kb,對於人類

基因組3.2  Gb而言,9,142個BAC為一

倍的覆蓋率,而若要達到90%以上的

覆蓋率,至少要6倍的BAC數目

(54,852個)  

(42)

BAC  端點部份序列  

BAC  

BMC  Genomics  2011,  12:639  

以螢光原位雜合法 (FISH)將BAC定位在染色體上定位  

(43)

Inverse  PCR  (反 反向 向 PCR)  

BAC  

基因組DNA片段(150kb)   載體  

限制酶作用  

限制酶切點  

連接酶作用  

基因組DNA片段(<1  kb)  

引子  

PCR  

BAC  端點序列(<  2  kb)  

•  最好聚合酶最長可做到30kb,但很貴,成功率也很低。大部份聚合酶僅能做到  ~  2  kb  

•  基因組DNA片段為未知,無法設計引子。引子只能設計在載體序列  

•  目的為擴增BAC端序列,以進行FISH或BAC  library  screening  

(44)

BAC基 基因 因庫 庫篩 篩選 選  

BAC  A  

BAC  端點片段  

選擇可被放射性 探針雜合的菌株  

B   C  

D  

E  

A   B  

C  

D   E  

BAC  B,  C,  D,  E端點片段重覆以上實驗以找到上下游BAC  

放射性探針制作及雜合反應  

BAC  基因庫  

抽取BAC並確定其相對位置  

(45)

階層 層式 式定 定序 序  

BAC   基因庫  

質體   基因庫   基因組   DNA  

(46)

霰彈式定序及階層式定序比較  

霰彈彈式式定定序   階層層式式定定序  

時間   短   長  

經費   少   多  

人力   少   多  

空缺區域(gap)   大   小  

•  當第一個物種以階層式定序出來後,可作為其它物種基因組參考圖譜,因此其

它物種即使使用霰彈式定序法,也可以得到較精確的基因組圖譜。  

•  目前已有公司號稱只要1,000美元即可完成個人定序  

(47)

Francis S. Collins J. Craig Venter

人類基因體計劃共識-所有基因為人類共享,不可註冊  

(48)

定序後的挑戰-基因註解  

Q:人類基因組約3.2G,含有約20,000-­‐25,000個基因,如果以每個基因平均長度10   kb  計算,那麼這些基因約佔基因組8%  (250,000  kb)。那麼我們要如何知道基因的位 置?  

   

1.  軟體預測:由基因的特質預測,如果有參考基因庫會較準確  

 a.  ORF  finder:  尋找開放讀序框架  

   對原核生物較有用,因為沒有內含子(intron)  

   缺點:對真核較無用  

 b.  比對己知基因,並對現有基因進行預測      Souberry  –  FGENESH+      

   缺點:對變異較大的基因較難進行預測  

 2.  轉錄體定序(RNA-­‐seq):定序RNA的序列,並將其對回至基因組相對位置,該方

法較準確,但部份表現量較低的基因不一定會被定序  

(49)

aaacggctcatcgtceaaaggcgtaetgccatgctaaatctggtacccggcaagcagea tgtgaaacgctggaacatctgaecgtgagaaggatgeccaggaatagaaaaatacatc agcgacaegacageatgtcaagagcegctgtagcaaggtagcctaeacatgaacaat atgaacgtaaeaegccgatgaccatccgatagtcegecggtaecgcaaatcacegag caaaegagtgggtgaatgegtcggcgaaetgaagactctacagcactgatcaacaacc tgccgaaactggatgcgcatgtgegaeaccgatctctccatgcctggcgataagtacggc gatggcaeacceaatcaagtacatcaagcgccaetcccaagcctgtcgatcaegectg actatgaacaacaacccggcgaeceagtgcggtaeggatctggatatcgaagggatcgt gctgaaacaaggtgcaccgaccgatctgccgaaagctctcgccgcgctgcagaaaggga agaaaetaccccggaaagcgetctcgcctgeggaaaaaatcagtgctggtggeacggt gacaagcgtctctcgccaaaagagagtgaagectgcgcctgetgcggaaggcecctggt gaccgagatcgctaaaaagctgaaccgcagtaeaaaaccatcagtagccagaagaaat ctgcgatgatgaagctgggtgtcgagaacgatatcgccctgctgaaeatctctcecagtg acceaagtccggcagataaagactaatcacctgtaggccagat  

Q:假設你有一條來自大腸桿菌序列如下,請問你要如何以尋找ORF的方式預

測該片段是否含有基因片段?  

(50)

Open  reading  frame(ORF):  開放讀序框架  

-  基因組中能被轉譯成氨基酸序列的DNA⽚片段  

-  ⼀一條DNA序列共含有六種可能性的讀取框架(reading  frame)  

-  框架讀取:  每3個鹼基為⼀一組  

-  若讀取框架中,含有起始(ATG,  Methionine)及終⽌止碼(TAA,  TAG,  TGA),且 該讀取框架夠⻑⾧長,則其可能為一個基因  

-若讀取框架片段沒有包含起始或終止碼,則該片段則有可能是某基因 片段  

AAACCATGCTAAATCTGGTAGGCAAGCAGTTGTGAAAA K P C - I W - A S S C E

N H A K S G R Q A V V K T M L N L V G K Q L - K Frame  1  -­‐>  

Frame  2  -­‐>  

Frame  3  -­‐>  

G H - I Q Y A L L Q S F V M S F R T P L C N H F F W A L D P L C A T T F

<-­‐  Frame  4  

<-­‐  Frame  5  

<-­‐  Frame  6    

(51)

ORF預

預測測軟軟體體 --

 translate  tolls  in  Expasy  

待預測序列  

開始預測  

(52)

ORF預

預測測結結果果

 

(53)

由已知基因進⾏行基因預測  

•  真核生物基因含有內含子,較難以真核⽣生物基因含有內含⼦子,較難以ORF  

finder的⽅方式預測,因此可以⼰己知蛋⽩白或RNA序列進⾏行預測  

ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCGCTGCTGGCCCTCTGGGGACCTGACCCAGCCGCAGCCTTTGTGAACCAAC ACCTGTGCGGCTCACACCTGGTGGAAGCTCTCTACCTAGTGTGCGGGGAACGAGGCTTCTTCTACACACCCAAGACCCGCCGGG AGGCAGAGGACCTGCAGGGTGAGCCAACTGCCCATTGCTGCCCCTGGCCGCCCCCAGCCACCCCCTGCTCCTGGCGCTCCCACC CAGCATGGGCAGAAGGGGGCAGGAGGCTGCCACCCAGCAGGGGGTCAGGTGCACTTTTTTAAAAAGAAGTTCTCTTGGTCACG TCCTAAAAGTGACCAGCTCCCTGTGGCCCAGTCAGAATCTCAGCCTGAGGACGGTGTTGGCTTCGGCAGCCCCGAGATACATCA GAGGGTGGGCACGCTCCTCCCTCCACTCGCCCCTCAAACAAATGCCCCGCAGCCCATTTCTCCACCCTCATTTGATGACCGCAGAT TCAAGTGTTTTGTTAAGTAAAGTCCTGGGTGACCTGGGGTCACAGGGTGCCCCACGCTGCCTGCCTCTGGGCGAACACCCCATCA CGCCCGGAGGAGGGCGTGGCTGCCTGCCTGAGTGGGCCAGACCCCTGTCGCCAGGCCTCACGGCAGCTCCATAGTCAGGAGAT GGGGAAGATGCTGGGGACAGGCCCTGGGGAGAAGTACTGGGATCACCTGTTCAGGCTCCCACTGTGACGCTGCCCCGGGGCG GGGGAAGGAGGTGGGACATGTGGGCGTTGGGGCCTGTAGGTCCACACCCAGTGTGGGTGACCCTCCCTCTAACCTGGGTCCAG CCCGGCTGGAGATGGGTGGGAGTGCGACCTAGGGCTGGCGGGCAGGCGGGCACTGTGTCTCCCTGACTGTGTCCTCCTGTGTC CCTCTGCCTCGCCGCTGTTCCGGAACCTGCTCTGCGCGGCACGTCCTGGCAGTGGGGCAGGTGGAGCTGGGCGGGGGCCCTGG TGCAGGCAGCCTGCAGCCCTTGGCCCTGGAGGGGTCCCTGCAGAAGCGTGGCATTGTGGAACAATGCTGTACCAGCATCTGCTC CCTCTACCAGCTGGAGAACTACTGCAACTAG  

•  範例: ⼈人類胰島素基因⽚片段  1120  bp,  蛋白質序列  110  a.a.  

MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRREAEDLQVGQVE LGGGPGAGSLQPLALEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN  

(54)

若以ORF預測軟體預測⼈人類胰島素基因,會發現無法預測出完整基因片段  

(55)

FGENESH+  of  Sofeberry  

•  利⽤用⼰己知蛋⽩白序列對未知基因組序列進⾏行基因預測  

待預測基因 組序列  

人類胰島素 蛋白序列  

(56)

結果:RNA  序列  

結果:蛋白質 序列  

FGENESH+預

預測測結結果果

 

外顯子1   外顯子2  

(57)

ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCGCTGCTGGCCCTCTGGGGACCTGACCCAGCCGCAGCCTTTGTGAACCAAC ACCTGTGCGGCTCACACCTGGTGGAAGCTCTCTACCTAGTGTGCGGGGAACGAGGCTTCTTCTACACACCCAAGACCCGCCGGG AGGCAGAGGACCTGCAGGGTGAGCCAACTGCCCATTGCTGCCCCTGGCCGCCCCCAGCCACCCCCTGCTCCTGGCGCTCCCACC CAGCATGGGCAGAAGGGGGCAGGAGGCTGCCACCCAGCAGGGGGTCAGGTGCACTTTTTTAAAAAGAAGTTCTCTTGGTCACG TCCTAAAAGTGACCAGCTCCCTGTGGCCCAGTCAGAATCTCAGCCTGAGGACGGTGTTGGCTTCGGCAGCCCCGAGATACATCA GAGGGTGGGCACGCTCCTCCCTCCACTCGCCCCTCAAACAAATGCCCCGCAGCCCATTTCTCCACCCTCATTTGATGACCGCAGAT TCAAGTGTTTTGTTAAGTAAAGTCCTGGGTGACCTGGGGTCACAGGGTGCCCCACGCTGCCTGCCTCTGGGCGAACACCCCATCA CGCCCGGAGGAGGGCGTGGCTGCCTGCCTGAGTGGGCCAGACCCCTGTCGCCAGGCCTCACGGCAGCTCCATAGTCAGGAGAT GGGGAAGATGCTGGGGACAGGCCCTGGGGAGAAGTACTGGGATCACCTGTTCAGGCTCCCACTGTGACGCTGCCCCGGGGCG GGGGAAGGAGGTGGGACATGTGGGCGTTGGGGCCTGTAGGTCCACACCCAGTGTGGGTGACCCTCCCTCTAACCTGGGTCCAG CCCGGCTGGAGATGGGTGGGAGTGCGACCTAGGGCTGGCGGGCAGGCGGGCACTGTGTCTCCCTGACTGTGTCCTCCTGTGTC CCTCTGCCTCGCCGCTGTTCCGGAACCTGCTCTGCGCGGCACGTCCTGGCAGTGGGGCAGGTGGAGCTGGGCGGGGGCCCTGG TGCAGGCAGCCTGCAGCCCTTGGCCCTGGAGGGGTCCCTGCAGAAGCGTGGCATTGTGGAACAATGCTGTACCAGCATCTGCTC CCTCTACCAGCTGGAGAACTACTGCAACTAG  

MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRREAEDLQVGQVE LGGGPGAGSLQPLALEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN  

ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCGCTGCTGGCCCTCTGGGGACCTGACCCAGCCGCAGCCTTTGTGAACCAAC ACCTGTGCGGCTCACACCTGGTGGAAGCTCTCTACCTAGTGTGCGGGGAACGAGGCTTCTTCTACACACCCAAGACCCGCCGGG AGGCAGAGGACCTGCAGGTGGGGCAGGTGGAGCTGGGCGGGGGCCCTGGTGCAGGCAGCCTGCAGCCCTTGGCCCTGGAGG GGTCCCTGCAGAAGCGTGGCATTGTGGAACAATGCTGTACCAGCATCTGC  TCCCTCTACCAGCTGGAGAACTACTGCAACTAG  

⼈人類胰島素基因序列  1120  bp  

⼈人類胰島素RNA序列  333  bp  

⼈人類胰島素蛋白質序列  110  bp  

外顯子1  

外顯子2  

內含子  

(58)

轉錄體定序  (RNA-­‐seq)  

抽取RNA    à  轉成雙股DNA並切成小片段  à  霰彈式定序  à  對應到基因組相對位置  

(59)

NCBI  Genome  Data  viewer  

(60)

Search  “Aquaporin”  

aquaporin  

result  

(61)

Chromosome  7   locahon:  7p14.3   (cytological  map)  

Current  posihon   (physical  map)  

Gene  structure  

Search  result  

Transcript  ID  

(62)

人類基因體的應用  

1.  基因功能分析  

2.  醫葯開發 -­‐  精準醫學   3.  基因尋找  –  GWAS  

4.  Metagenomics  –  微生物菌相分析   5.  Epigenomics  –  DNA  甲基化分析   6.    其它  

SNP  (單⼀一核苷酸 多型性)  

GWAS分析  

(63)

GWAS  ( 全基因組關聯分析)    

•  Genome-­‐wide  associahon  study  

•  由⼈人類全基因組中找出某性狀關聯基因  

•  方法為比較在具有不同性狀的族群之間的個體基因組差異,如

金髮及黑髮或具有遺傳疾病及正常人  

•  兩群個體其它性狀不能差異太大  

•  全基因組定序 à  GWAS分析  à  SNP  candidate  à  基因功能分析  

曼哈頓圖-­‐  

全基因組  

曼哈頓圖-­‐  

基因TRYP1   42位  

43位  

(64)

Thanks  for  your  a\enHon  

參考文獻

相關文件

多元智能課 肢體覺動、空間、音樂等小組 P.1-P.6 活動組 校隊及學會 各類體藝校隊及學會(拔尖小組) 體藝尖子 活動組 科主任

工作紙 合作學習 同質分組 腦基礎 電子學習 自主學習 異質分組 翻轉教室 生活應用 提問技巧 探究式..

 善用從計劃得到的經驗 善用從計劃得到的經驗 善用從計劃得到的經驗 善用從計劃得到的經驗, , , ,自行設計及開發新 自行設計及開發新

高中課程會多元化;讓學生有第二次機會而設計的其他教育 課程(例如毅進計劃及在中學試行的類似計劃),會因應新學

以已有的計劃為基礎, 不加新計劃及不加重

一、學校應力求充實教學設備及教學媒體,教師教學應充分利用教材、教具及其他教學資源。

本研究旨在使用 TI-Nspire CAS 計算機之輔助教學模式,融入基礎 統計學的應用,及研究如何使用 TI-Nspire CAS

關鍵字: : : :測驗理論 測驗理論 測驗理論 測驗理論, 基因演算法 基因演算法 基因演算法 基因演算法, Bloom 認知分類.. 認知分類