新型冠状病毒(COVID-19)的检测和诊断

2019年12月以来席卷全球的新型冠状病毒(COVID-19)肺炎是一种高传染性疾病,给全球社会、经济和生活带来了巨大的负面影响,严重威胁人类的生命安全。由于尚无用于COVID-19的特定药物或疫苗,快速及时的检测和诊断对于控制疫情至关重要。本文介绍了目前检测COVID-19的方法,主要比较了CT检测、核酸检测和抗体检测在检测COVID-19中各自发挥的作用,总结了各种方法的优势和不足之处,综述了各种方法的最新研究进展。病毒分离是检测病毒感染的黄金标准,但是要求严格的条件,这些条件多数实验室和医院无法满足。CT检查可以直接看到症状,但是存在特异性低的局限;核酸检测能提供直接的证据,是当前检测新型冠状病毒的主要方法,但是存在假阳性;抗体检测能提供非直接的证据,适于进行筛查工作,但是其无法用于感染的早期诊断且可能得到假阳性或假阴性结果。本文提出了联合使用和综合判读可以从技术和时间差上互补,并对未来的发展趋势和研究重点进行了展望。     

用于DNA合成测序的可断裂连接单元研究现状

DNA测序技术是遗传基因组相关疾病研究的基础。合成测序是DNA二代测序技术中非常重要的一种。合成测序技术能够有效地实现大规模平行测序,大大提高测序通量的同时也降低成本,目前已得到广泛的应用。在合成测序中,首先需要合成荧光素标记的核苷酸,作为能够参与DNA链延伸的循环可逆终端。已有文献报道的可逆终端结构主要包括单位点修饰(MRT)和双位点修饰(DRT)两种类型。DRT类型可逆终端的最大优势是DNA聚合酶容易识别且合成路线简单,能够较好地应用于DNA合成测序。在此过程中可断裂连接单元将核苷酸和荧光素连接起来,它的性质直接决定了测序的效率、读长等关键指标。本文主要对目前用于DNA合成测序的可断裂连接单元研究现状进行介绍,并对其发展前景进行了展望。     

基于基因序列的乙型肝炎病毒基因分型方法的比较

采用3种不同的生物信息分析法对HBV S基因序列进行分析以鉴定HBV基因型,并比较分析各方法的优缺点。采集10例HBV慢性感染者血清,抽提HBV DNA,PCR扩增HBV S基因并测序。分别采用Clustal X软件和Bioedit软件计算S基因核苷酸和氨基酸同源性;DNAstart软件、Clustal X软件和Mega 4软件绘制S基因遗传进化树;以及在线Genotyping软件,将10例S基因序列与不同型及亚型HBV S序列比较以鉴定基因型及亚型。S基因核苷酸和氨基酸同源性计算结果显示1,3,4,5,7,8,9,10号标本与B2AF121243同源性最高,核苷酸同源性分别是98.0%,99.0%,98.8%,99.1%,99.2%,99.5%,99.5%,99.6%,而2号标本与C2 M38636同源性最高,核苷酸同源性为97.7%,6号标本与C4GQ377630同源性最高,核苷酸同源性为97.3%;构建系统树法鉴定结果为1,3,4,5,7,8,9,10号标本与B2AF121243进化距离最近,而2号标本与C2M38636进化距离最近,6号标本与C4GQ377630进化距离最近;Genotyping比对发现1,3,4,5,7,8,9,10号标本属于B基因型,2,6号标本属于C基因型。结论S基因核苷酸及氨基酸同源性的计算法可有效用于乙型肝炎病毒基因分型,是对现有分型方法系统树构建法以及在线Genotyping法的补充。     

基因测序系统中动态因素对能量集中度的影响

在基因测序系统中,能量集中度是实现碱基准确识别的一个重要参数。拍照过程中,硅片台的位置误差会使硅片和相机之间产生偏移并导致图像退化,进一步影响能量集中度。建立了硅片台动态性能参数与能量集中度之间的理论模型。基于基因测序系统进行静态和动态实验,结果显示:能量集中度与硅片台的位置标准差呈线性关系。如果要求能量集中度优于65%,硅片台的位置标准偏差应控制在140 nm以内。同时,基于动态实验采集的DNA纳米球图像计算出的能量集中度与实验结论相符。该研究可以合理地分配基因测序系统中硅片台的动态性能指标。     

基于高通量测序的鄱阳湖浮游细菌多样性分析——以康山、梅溪、星子、南矶乡和吴城为例

湖泊生态系统在区域和全球生物化学循环中起着至关重要的作用。细菌是生物地球化学循环的主要贡献者,参与淡水中大部分有机物质的分解,对维持生物多样性和湖泊生态系统的稳定性也十分重要。鄱阳湖是中国最大的淡水湖,为了解鄱阳湖浮游细菌群落的多样性,我们以2014年6至9月期间,在鄱阳湖周围5个地方:康山、梅溪、星子、南矶乡和吴城采集水样,提取了浮游细菌的DNA,采用16SrRNA基因高通量测序的方法,然后使用Illumina MiSeq系统对其进行测序。以97%的一致性将序列聚类成为OTUs(Operational Taxonomic Units),总共分配得到22884OTUs。我们结合GreenGene数据库对OTUs进行物种注释,在门的水平上我们获得排名前10的菌门分别为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿菌门(Chlorobi)、浮霉菌门(Planctomycetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、蓝菌门(Thermi)、绿弯菌门(Chloroflexi)。绿弯菌门和绿菌门一般存在于湖泊底泥的生境中,目前它们已经在湖泊细菌群落中占据一定的优势了。在相对丰度前10的菌门中存在三种光合自养菌门,分别是绿弯菌门,绿菌门和蓝菌门。同时我们对数据的进一步处理还获得相对丰度10前的菌属它们分别为浮霉菌属(Planctomycs)、黄杆菌属(Flavobacterium)、原绿球藻菌属(Prochlorococcus)、新鞘脂菌属(Novosphingobium)、Hydrocarboniphaga属、气氨微菌属(Aeromicrobium)、红长命菌属(Rubrivivax)、多核菌属(Polynucleobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、草酸杆菌属(Oxalobacter)。意料之外的是原绿球藻菌属,它一般处于海洋生境中,在淡水湖泊中很少被发现。另外还注意到新鞘脂菌属和Hydrocarboniphaga属,也被发现在前10的菌属中,这表明鄱阳湖也许面临着烃类污染的威胁。这些结果对进一步了解鄱阳湖水生生态环境具有非常重要的意义。     

全血改进线性指数聚合酶链式反应用于焦磷酸测序检测基因多态性

焦磷酸测序是目前基因多态性检测的主要方法之一,但是其前期的样本制备工作较为繁琐,限制了其在临床检测中的应用。为了简化焦磷酸测序的流程,本研究根据不对称PCR原理,改进了线性指数聚合酶链式反应(LATE-PCR)的引物设计方法,增加过量引物的长度和浓度,并结合全血直接扩增技术,建立了基于普通r Taq聚合酶和高p H缓冲液(Hp H Buffer)的全血改进LATE-PCR(Improved LATE-PCR,im LATE-PCR)方法。考察了方法的最优扩增体系、血液抗凝剂对其影响以及全血模板量。采用单管、一步法直接扩增出单链测序模板,成功地对24例临床血样的乙醇脱氢酶基因多态性进行了检测,检测结果可用于指导临床个体化用药。24例样本的基因型分别为ADH1B位点AA纯合6例、AG杂合14例、GG纯合4例;ADH1C位点GG纯合20例、AG杂合4例、AA纯合0例。     

生物纳米孔分析技术研究进展

生物纳米孔传感技术因其快速、低成本、无需荧光标记等优点,在化学和生物等诸多研究领域得到广泛应用,已发展成为一种新颖的、独具特色的单分子分析手段。该技术目前主要应用于DNA测序研究,同时在单分子分析领域也取得了令人瞩目的成就。该文简要介绍了生物纳米孔分析技术的原理和生物孔的种类,主要总结了近20年来生物纳米孔在DNA测序和单分子分析中的研究进展并予以了展望。     

生物芯片进展*

生物芯片是近二十年来生物技术领域发展迅速和获得重大突破的高新技术,该综述介绍了经典的平铺生物芯片（DNA和蛋白质芯片）之后,重点介绍了近十年来发展的新的生物芯片的概念和内容：质谱为读出机制的表面增强激光解析离子化飞行时间质谱（SELDI）芯片、高通量DNA测序技术、基于胶体光子晶体的微球高通量生物检测技术、三维阵列生物芯片技术、和微流控等生物芯片技术。描述了各种生物芯片技术的优点、应用范围、和有待解决的问题,最后展望了生物芯片技术的未来。     

用顺序注射系统控制微流控芯片中的Edman降解

用顺序注射系统控制微流控芯片中的Edman降解反应, 提高了Edman降解的自动化程度, 得到蛋白质或多肽N-端氨基酸残基结构的准确信息. 对固体吸附材料的选择、顺序注射程序的设计和优化及影响Edman降解反应的因素进行了讨论. 该控制技术在蛋白质组学的研究中有一定的应用前景.     

单碱基多样性的非测序检测（英文）

单碱基多样性(SNP)是最常见的基因突变形式之一,经研究证明与很多疾病相关。虽然测序是检测SNP的重要方法,但其需要检测仪器,且检测时间较长,限制了其临床应用。本文综述了SNP的常见非测序分析方法。首先讨论了检测的热力学问题,并归纳了三类主要的检测策略:基于杂交的检测、基于链取代反应的检测和酶介导的检测。在三维均相检测方法中,主要介绍了不同信号开关策略,如荧光开关、酶识别开关和场效应开关。三维原位检测不仅能检测SNP,还能提供其细胞定位信息,在细胞异质性较高时更具优势。二维界面检测的识别反应速率和杂交效率受到一定影响,但界面检测能进一步减小干扰,亦便于实现高通量检测;以DNA正四面体探针界面为代表的改良界面具有优良的灵敏度和特异性。同时,本文亦讨论了现有方法的局限性,并对SNP非测序检测研究进行展望。