上海交大最新Nature子刊文章发布测序新技术

　　

生物通报道  近日，来自上海交通大学Bio-X研究院与中国科学院上海应用物理研究所的研究人员合作发展了一种基于金纳米粒子的高通量长片段单倍型分析技术，相关论文已于近日在线发表在《自然•纳米技术》杂志（Nature Nanotechnology，2010年影响因子30.306）上。

上海交通大学Bio-X研究院师咏勇研究员及上海交通大学Bio-X研究院兼职教授、上海应用物理所樊春海博士为这篇文章的共同通讯作者。主要实验工作由上海交通大学的陈鹏博士与上海应用物理所的潘敦博士共同完成（并列第一作者）。与此同时，上海交通大学Bio-X研究院院长贺林院士对此项工作高度重视并给予了大力支持。

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)以及单倍型（haplotype）分析近年来成为了后基因组时代研究者广泛关注的焦点。单核苷酸多态性（SNP）是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性，常被用作对基因定位及相关疾病研究的遗传标记。而单倍型则是单条同源染色体上的变异位点等位基因遗传信息的组合，为复杂疾病和遗传关联分析、致病基因和致病因子的确定，药效和疾病风险的分析乃至人类起源进化、迁徙的历史研究等提供了更为完整的基因信息。现有的单倍型实验检测技术由于在通量、选择性和扩增长度上的局限基本上很难满足在人类基因组中进行高通量遗传分析的要求，因此绝大部分遗传分析中都必须使用计算机算法来近似开展单倍型分析。

基于课题组之前已发现的金纳米粒子可以显著提高PCR扩增过程中选择性的特性，咏勇课题组与樊春海课题组通过密切合作，充分发挥遗传分析与纳米技术的学科交叉优势，发展了一种基于金纳米粒子的SNP及单倍型分析方法，至少可以在长达34 kb人类基因组片断中实现高特异性扩增，并获得清晰的测序图谱，从而可以实现规模化的单倍型检测。

该项研究成果将可能在未来用于复杂性疾病的致病基因、功能变异位点研究，重大疾病分子诊断（包括预测某些癌症的风险性），以及药物个体化治疗。

上海交通大学Bio-X研究院是上海交大于2005年将NHGG(Neuropsychiatric and Human Genetics Group,神经精神与人类遗传学研究室)和2000年成立的Bio-X生命科学研究基地经过重组凝练而成的一个生命学科与其他多学科间进行交叉合作研究基地，由中国科学院院士贺林教授担任研究院院长，诺贝尔奖获得者朱棣文教授担任名誉院长，并拥有一支活跃在国际精神疾病遗传学研究前沿领域的研究团队，主要研究领域包括疾病与健康、营养与健康、生殖与发育、生物安全检测和DNA计算与技术。近年来上海交通大学Bio-X研究院与中国科学院上海应用物理研究所等在DNA纳米技术研究方面展开广泛的合作不断取得新突破，成功地创作出世界上第一个不对称的二维“DNA中国地图”。2010年设计出三维DNA结构——世博会中国馆，实现了二维DNA图形到三维DNA结构的突破。为我国的DNA纳米技术发展做出了重要的贡献。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Gold nanoparticles for high-throughput genotyping of long-range haplotypes

Completion of the Human Genome Project1 and the HapMap Project2 has led to increasing demands for mapping complex traits in humans to understand the aetiology of diseases3. Identifying variations in the DNA sequence, which affect how we develop disease and respond to pathogens and drugs, is important for this purpose, but it is difficult to identify these variations in large sample sets3, 4, 5. Here we show that through a combination of capillary sequencing and polymerase chain reaction assisted by gold nanoparticles, it is possible to identify several DNA variations that are associated with age-related macular degeneration6, 7, 8 and psoriasis9 on significant regions of human genomic DNA. Our method is accurate and promising for large-scale and high-throughput genetic analysis of susceptibility towards disease and drug resistance

作者简介：

师咏勇
博士, 交大研究员, 研究组长

学    士 (1997-2001) 上海交通大学
博    士 (2001-2006) 上海交通大学
 
主要研究方向如下：
      
1. 复杂疾病致病机理的研究(多种疾病的全基因组关联分析、精细定位克隆、环境因素致病原因分析、分子诊断及个体化治疗方案研究等等)；
2. 复杂疾病关联分析软件平台的开发(http://analysis.bio-x.cn)；
3. 复杂疾病“基因—基因”、“基因—环境”相互作用致病机理的分析方法开发与应用；
4. 复杂疾病转录组学、蛋白质组学研究；
5. 数量形状遗传学研究(数量性状的全基因组关联分析)；
6. CHARGE综合症动物模型实验；
7. 中国人群遗传背景研究；
8. 特色分子分型实验平台的构建。

樊春海
博士，研究员

研究领域：生物传感器、DNA纳米技术与DNA计算、 生物光子学

在南京大学获得生物化学学士(1996年)和博士(2000年)学位，之后在加州大学圣巴巴拉分校诺贝尔化学奖得主有机固体研究所和加州纳米系统研究所Alan J. Heeger实验室从事生物传感器方面的博士后研究 。2004年1月起任中国科学院上海应用物理研究所研究员， 并入选中国科学院****（终期评估优秀）。现任所物理生物学研究室主任和物理生物学实验室副主任。主要获得荣誉包括国家杰出青年基金(2007)、中国化学会青年化学奖(2006)、中国分析测试协会科学技术奖一等奖(2007，2008，2009)、中国科学院优秀研究生指导教师奖(2008)、 中科院上海分院第二届杰出青年科技创新人才(2010)、上海市青年科技启明星等。 指导研究生获得全国优秀博士论文提名奖(2009)、中科院(2008, 2010)和上海市(2008)优秀博士论文、中科院和上海市优秀毕业生和中科院院长奖学金等荣誉。

主要研究方向为生物传感器、DNA纳米技术与DNA计算和生物光子学。已在Nature Nanotechnology, Nature Protocols, PNAS, JACS, Angew. Chem, Adv. Mater..等杂志发表论文160余篇， 论文引用约3900次(9篇>100次)。多篇论文在JACS，Angew. Chem.，Adv. Mater.，Small，Chem. Commun.等杂志以封面论文形式发表，并为Nature杂志highlight，Nature China，Chemical & Engineering News，MRS Bulletin等科学媒体报道。应邀在Account of Chemical Research，Chemical Society Reviews，Trends in Biotechnology，Trends in Analytical Chemistry与Pure and Applied Chemistry等权威杂志撰写研究综述。已申请八项美国、国际专利和二十余项中国专利。