Genomics: Phương Pháp Cơ Bản do Mike Starkey và Ramnath Elaswarapu Biên Tập

• Tác giả: Mike Starkey
• Trường học: Animal Health Trust
• Chuyên ngành: Genomics
• Đề tài: Phương Pháp Genomics Cơ Bản: Hướng Dẫn Từ Mike Starkey và Ramnath Elaswarapu
• Loại tài liệu: Hướng Dẫn
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Chichester

• List of Contributors
• Preface
• 1. CHƯƠNG 1: High-Resolution Analysis of Genomic Copy Number Changes
• 1.2. Methods and approaches
• 1.3. Multiple ligation-dependent probe amplification (MLPA)
• 1.3. Troubleshooting
• 2. CHƯƠNG 2: Identification of Polymorphic Markers for Genetic Mapping
• 2.1. Repositories of known genetic variants
• 2.2. Targeted resequencing for variant discovery
• 2.3. Working with binary trace files
• 2.4. Phred/Phrap
• 2.2. Methods and approaches
• 3. CHƯƠNG 3: Genotyping and LOH Analysis on Archival Tissue Using SNP Arrays
• 3.2. Methods and approaches
• 3.2. Genotyping
• 3.3. Linkage and association analysis
• 3.4. Formalin-fixed, paraffin-embedded tissue
• 3.5. Loss of heterozygosity
• 3.3. Troubleshooting
• 4. CHƯƠNG 4: Genetic Mapping of Complex Traits
• 4.2. Methods and approaches
• 4.1. Association methods: unrelated case–control samples
• 4.2. Association methods: family-based samples
• 4.3. Linkage methods: parametric LOD score analysis
• 4.4. Linkage methods: non-parametric methods
• 4.5. Summary and conclusions
• 4.1. Combining datasets
• 5. CHƯƠNG 5: RNA Amplification Strategies: Toward Single-Cell Sensitivity
• 5.1. The need for amplification
• 5.2. Methods and approaches
• 5.1. T7 RNA polymerase-based in vitro transcription
• 5.2. Global-RT-PCR
• 5.3. Troubleshooting
• 6. CHƯƠNG 6: Real-Time Quantitative RT-PCR for mRNA Profiling
• 6.2. Methods and approaches
• 6.3. Clinical and environmental samples
• 6.5. qPCR using SYBR green I dye detection
• 6.6. qPCR using labeled oligonucleotide probe detection
• 6.8. RT-qPCR standardization
• 6.1. No/Poor/Late amplification
• 6.2. No-template, negative control yields an amplification product
• 6.3. No reverse transcriptase control yields an amplification product
• 6.4. Primer dimers formed
• 6.5. Multiple peaks in SYBR green I melt curve
• 6.6. Standard curve is unreliable (correlation coefficient <0.98 over at least 5 log dilution and with samples repeated in triplicate)
• 6.7. Erratic amplification plots/high well-to-well variation
• 7. CHƯƠNG 7: Gene Expression in Mammalian Cells
• 7.1. Artificial chromosomes and transgenesis
• 7.2. Gene transfer and expression problems
• 7.3. Position effects and chromatin
• 7.4. Tissue-specific regulatory elements
• 7.5. Sustained expression and chromatin insulators
• 7.2. Methods and approaches
• 7.1. Site-specific chromosomal integration in mammalian cells
• 7.3. Troubleshooting
• Acknowledgments
• 8. CHƯƠNG 8: Using Yeast Two-Hybrid Methods to Investigate Large Numbers of Binary Protein Interactions
• 8.2. Methods and approaches
• 8.1. Producing large numbers of bait or prey clones
• 8.2. Generating recombination-compatible inserts for gap repair cloning
• 8.3. Performing gap repair reactions
• 8.4. Identifying positive transformants
• 8.5. Yeast colony PCR
• 8.6. Bait and prey auto-activation tests
• 8.7. Targeted ‘matrix’-style Y2H screens
• 8.3. Troubleshooting
• 9. CHƯƠNG 9: Prediction of Protein Function
• 9.2. Methods and approaches
• 9.2. Working with multiple protein identifier systems
• 9.5. Sequence-derived functional and chemical properties
• 9.6. Protein–protein interaction maps
• 9.3. Troubleshooting
• 10. CHƯƠNG 10: Elucidating Gene Function through Use of Genetically Engineered Mice
• 10.2. Methods and approaches
• 10.1. Principles of targeted gene deletion in mice
• 10.2. Strategies for gene targeting in mice
• 10.3. Retrieval of DNA from BAC by recombineering
• 10.4. ES and MEF cell culture
• 10.5. Mating of chimeras and downstream applications
• 10.3. Troubleshooting
• 11. CHƯƠNG 11: Delivery Systems for Gene Transfer
• 11.2. Methods and approaches
• 11.1. The ideal gene therapy vector
• 11.4. Non-viral DNA vectors
• 11.5. Assessing the physical properties of a non-viral vector
• 11.6. Optimizing in vitro gene delivery
• 11.8. Reporter genes and assays
• 11.10. Future steps for non-viral vector development
• 11.1. General points
• 12. CHƯƠNG 12: Gene Therapy Strategies: Constructing an AAV Trojan Horse
• 12.1. General strategies for gene therapy: Basic methods
• 12.2. Gene therapy strategies: Delivering genes to cells
• 12.4. Production, purification and titration of recombinant adeno-associated virus (rAAV)
• 12.2. Methods and approaches
• 12.3. Troubleshooting
• 13. CHƯƠNG 13: An Introduction to Proteomics Technologies for the Genomics Scientist
• 13.2. Methods and approaches
• 13.1. Gel-based strategies
• 13.2. LC/MS strategies
• 13.3. MALDI imaging and profiling
• 13.1. Number of resolved features and modifications
• 13.2. Sample consumption, protein identification and depth of coverage
• 13.4. Conclusions
• Index

I. Tổng Quan Về Phương Pháp Genomics Cơ Bản

Phương pháp genomics cơ bản đã trở thành một phần thiết yếu trong nghiên cứu sinh học hiện đại. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, việc phân tích gen đã mở ra nhiều cơ hội mới cho các nhà nghiên cứu. Cuốn sách 'Genomics: Essential Methods' do Mike Starkey và Ramnath Elaswarapu biên soạn cung cấp những phương pháp và kỹ thuật tiên tiến trong lĩnh vực này. Nội dung cuốn sách không chỉ dừng lại ở các kỹ thuật mà còn giải thích các khái niệm cơ bản, giúp người đọc hiểu rõ hơn về phân tích gen.

1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Genomics

Genomics là lĩnh vực nghiên cứu về bộ gen của sinh vật. Nó bao gồm việc phân tích cấu trúc, chức năng và sự tương tác của các gen. Các phương pháp trong genomics giúp xác định các biến thể di truyền và hiểu rõ hơn về di truyền học.

1.2. Lịch Sử Phát Triển Của Genomics

Lịch sử của genomics bắt đầu từ khi hoàn thành dự án giải mã bộ gen người. Sự phát triển này đã tạo ra một bước ngoặt lớn trong nghiên cứu sinh học, mở ra nhiều hướng đi mới cho các ứng dụng trong y học và nông nghiệp.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Genomics

Mặc dù genomics mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đối mặt với nhiều thách thức. Việc thu thập và phân tích dữ liệu gen khổng lồ là một trong những vấn đề lớn nhất. Ngoài ra, việc áp dụng các phương pháp mới vào thực tiễn cũng gặp nhiều khó khăn. Cuốn sách của Starkey và Elaswarapu đã chỉ ra những thách thức này và cung cấp các giải pháp khả thi.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Thu Thập Dữ Liệu

Việc thu thập mẫu gen từ các nguồn khác nhau có thể gặp khó khăn do sự hạn chế về thời gian và tài nguyên. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng và độ tin cậy của dữ liệu nghiên cứu.

2.2. Vấn Đề Phân Tích Dữ Liệu Gen Khổng Lồ

Phân tích dữ liệu gen yêu cầu các công cụ và phần mềm mạnh mẽ. Sự phức tạp trong việc xử lý và diễn giải dữ liệu có thể dẫn đến những sai sót trong kết quả nghiên cứu.

III. Phương Pháp Phân Tích Gen Hiệu Quả

Cuốn sách 'Genomics: Essential Methods' giới thiệu nhiều phương pháp phân tích gen hiệu quả. Những phương pháp này không chỉ giúp xác định các biến thể gen mà còn hỗ trợ trong việc nghiên cứu các bệnh lý. Các kỹ thuật như PCR, MLPA và SNP arrays được trình bày chi tiết, giúp người đọc dễ dàng áp dụng vào thực tiễn.

3.1. Kỹ Thuật PCR Trong Phân Tích Gen

PCR (Polymerase Chain Reaction) là một kỹ thuật quan trọng trong phân tích gen. Nó cho phép nhân bản một đoạn DNA cụ thể, giúp dễ dàng phân tích và xác định các biến thể gen.

3.2. MLPA Phương Pháp Đột Phá Trong Phân Tích Gen

MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) là một kỹ thuật tiên tiến cho phép phát hiện sự thay đổi số lượng bản sao của gen. Phương pháp này giúp xác định các bất thường trong bộ gen một cách chính xác.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Genomics

Các phương pháp genomics đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ y học đến nông nghiệp. Việc hiểu rõ về gen và các biến thể của chúng giúp cải thiện chất lượng giống cây trồng và phát triển các liệu pháp điều trị mới cho bệnh nhân. Cuốn sách của Starkey và Elaswarapu cung cấp nhiều ví dụ thực tiễn về ứng dụng của genomics.

4.1. Ứng Dụng Trong Y Học

Genomics đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các liệu pháp điều trị cá nhân hóa. Việc phân tích gen giúp xác định các yếu tố di truyền liên quan đến bệnh tật, từ đó đưa ra các phương pháp điều trị hiệu quả hơn.

4.2. Ứng Dụng Trong Nông Nghiệp

Trong nông nghiệp, genomics giúp cải thiện giống cây trồng thông qua việc xác định các gen có liên quan đến năng suất và khả năng chống chịu. Điều này không chỉ tăng năng suất mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Genomics

Tương lai của genomics hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ với sự tiến bộ của công nghệ. Các phương pháp mới sẽ được phát triển, giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong nghiên cứu. Cuốn sách của Starkey và Elaswarapu là một tài liệu quý giá cho những ai muốn tìm hiểu sâu hơn về lĩnh vực này.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ Genomics

Công nghệ genomics đang phát triển nhanh chóng với sự ra đời của các phương pháp mới như giải mã gen thế hệ mới. Những công nghệ này sẽ giúp giảm chi phí và thời gian trong nghiên cứu gen.

5.2. Tác Động Đến Các Lĩnh Vực Khác

Sự phát triển của genomics không chỉ ảnh hưởng đến sinh học mà còn đến nhiều lĩnh vực khác như y học, nông nghiệp và công nghệ sinh học. Điều này mở ra nhiều cơ hội mới cho nghiên cứu và ứng dụng.