目前分類:基因叔叔給你生科常識 (66)

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美國腸道計畫-封面.tif


       美國腸道計畫 (American Gut Project) 是一個由Rob Knight和Jeff Leach共同創立的公民科學計畫,此計畫目的在於探究人類微生物組 (Human microbiome)也就是從體表至體內所有存在的細菌含量多寡及其可能代表的涵義。你知道微生物細胞數與人體細胞數是以超過10:1的比例存在著嗎?而且我們身旁還有許多有機體 (organisms),到目前還是未知的。

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    全基因組定序(Whole genome sequencing, WGS)為對單一生物體基因組做完整DNA序列的過程,其中包含了生物體的染色體DNA、粒線體DNA及植物葉綠體DNA等,目前全基因組定序被廣泛地用作研究工具,並且在未來也會應用在個人化醫療作為診斷的依據[1]

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    全外顯子定序(whole exome sequence, WES)在臨床上能夠快速作為單基因突變所導致的疾病檢測,同時在研究領域中更被用於探討多基因突變的複雜疾病,像是腫瘤糖尿病高血壓等。美國國家衛生研究院(NIH)心肺血液研究單位更是利用外顯子定序計畫(Exome Sequencing Project,ESP)探討基因與心肺及心血管相關疾病間的關聯性、功能及機制。另外,美國癌症基因體圖譜計畫TCGA (The Cancer Genome Atlas )與國際癌症基因組聯盟ICGC (International Cancer Genome Consortium)也都透過外顯子定序等定序技術及生物資訊分析,探討癌症相關致病基因及位點的變化[1]

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    生物標記包含DNARNA以及蛋白質,可用於分析細胞的功能、臨床疾病診斷並且幫助醫生選擇治療方式。其中,用以評估個體動態基因表達的改變,RNA為最理想的指標[1]

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聽損基因-封面.tif


       在新生兒先天性疾病中,聽力缺損是最常見的疾病之一先天性聽力障礙可分為傳導性聽損和感覺神經性聽損,傳導性聽損是由外耳或中耳缺陷所構成,會導致聲音的傳導受阻;而感覺神經性則是因為內耳或神經路徑的感覺系統出現問題所造成。根據國內研究統計,台灣新生兒患有先天性雙耳中重度聽障的發生率約為1/1000~3/1000,而感覺神經性聽損在兒童總人口數中則有1%~5%,其中約有三分之二為遺傳基因導致。值得注意的是,超過90% 聽損新生兒的父母親聽力都是正常的

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    在介紹接續式細胞共同培養容器(ICCP)前先介紹什麼是細胞培養,細胞培養(cell culture)是在特定控制條件下,真核生物或原核生物細胞在體外環境生長的過程[1],其培養過程可以給予不同環境因子刺激而產生不同的細胞生理作用。

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羊水晶片-封面.tif


       先前文章「非侵入性產前檢測 (Non-Invasive Prenatal Testing,簡稱NIPT)」提及,在孕婦10週齡時,可以藉由抽取媽媽的血液分離出胎兒DNA,檢驗胎兒是否有染色體異常的疾病。然而,有些染色體異常的疾病是屬於小片段染色體缺失所導致,在非侵入性的檢測是無法檢查出來的,這些小片段染色體缺失疾病的臨床表徵有:發育遲緩、胎兒過小、胎兒生長停滯、神經系統發育不全、智能障礙、學習障礙、癲癇、肌肉張力低下、情緒障礙、臉部特徵異常、心血管系統先天異常、其他先天性發育異常…等。因此,醫學界發展出晶片是比較全基因體定量分析 (Array Comparative Genomic Hybridization, aCGH),簡稱基因晶片檢測 (又稱羊水晶片檢測),這種基因晶片能夠檢測微小基因片段缺失。

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    以往對抗腫瘤的方式包含手術、放療、化療、標靶治療等,而傳統化療的專一性較低,容易毒殺到其他健康的正常細胞,導致全身性的副作用。因而近期發產出新的第五大療法免疫療法。免疫治療主要有三個大方向:(1)腫瘤疫苗、(2)細胞治療及(3)免疫檢查點抑制劑[1]。其中,細胞治療又分成兩大類(圖一),在本篇文章中主要介紹CAR-T的原理及臨床效益。

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產前檢測-封面.tif


 

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    微生物的多樣性指的是,在一個集合的群落中,不同類型的微生物的變化及其相對的豐富度[1],而分析生態系中微生物群體的多樣性菌相結構的傳統方法為先做菌種分離,進一步再做培養鑑定,而鑑定需要透過一系列複雜的形態特徵觀察生化實驗,這一個繁瑣過程需要花費的時間與人力都相當大[1]。而其中有個很大的問題,一般的培養基無法提供特定菌相原始生長條件的環境,因此只有不到20%的細菌能被成功培養、分離及鑑定[2]

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糞便移植-封面.tif


       已知腸道的菌叢有千百種,為因應腸道環境的變化,腸道菌需要隨之改變,但得保持動態平衡以確保腸道菌的恆定,一旦動態平衡受破壞,則會引發疾病產生,因此腸道菌群攸關身體健康與否。

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CRC screening 2015-封面.tif

 

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Gut-封面.tif


       一個人的胖與瘦,除了與自身基因有關之外,最常被問得問題莫過於「你是不是消化太好啊?」「你是不是腸胃不好啊?都沒吸收…」等等,但是你/妳有沒有想過,食物的消化真的單純靠腸胃蠕動,就可以完整消化嗎?其實,在我們的腸胃道裡面,住著一群肉眼無法看見得腸道菌。

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       十年來,隨著醫療知識的抬頭,許多人已經知道「即早治療」的觀念,但慢慢的有這樣的觀念不夠,許多疾病在發病初期是沒有任何症狀的,直到有症狀出現時,往往已經是病況很嚴重,甚至危及生命。在這個生物技術大躍進的時代,嘗試沿著疾病進展的軌跡,往前追溯真正推演疾病產生的重要關鍵,期望控制那關鍵因素以降低疾病發生的機率。

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聚合酶鏈反應-單股核酸結構多樣性分析(Single Strand Conformation Polymorphism Analysis of Polymerase Chain Reaction Products, PCR-SSCP),為近年來發展起來的一種基因分析方法[1]。其特性主要是透過單股核酸因序列的不同而自然形成不同的構形,因此在非變性聚丙烯醯胺凝膠電泳過程中,會有不同的移動速度。此技術廣泛應用於癌症基因抑癌基因突變的檢測遺傳病的致病基因分析基因診斷等領域[1]

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  在1984年,Noumi等人在研究大腸桿菌正常與突變F1-ATPase基因的研究中發現,F1-ATPase基因在經過酵素切割後,跑電泳的過程中,含有突變位點的單股正常的單股核酸片段,在中性聚丙烯醯胺凝膠具有不同移動速度,即使相同長度的DNA片段,僅有一個鹼基不同,也能夠清楚地區分出來。這種因鹼基不同導致遷移速度不同的現象稱做單股結構多樣性(Single-Strand Conformation Polymorphism, SSCP),經過許多科學家不斷的開發及研究,此方法已成為目前偵測DNA突變誘導損傷基因多型性分析重要檢測得方法之一[1]

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      大腸腫瘤一般發生在結直腸的上皮組織中,腫瘤在生長的過程中會先向腸腔內生長,在此過程中會不斷有腫瘤細胞脫落,並隨著腸腔內的糞便排出體外,因此糞便中會有許多的大腸癌細胞。透過現代高端的分子診斷技術,分析糞便大腸癌細胞中的腫瘤相關突變基因,達到腫瘤檢測或預防的目的

       以主流的糞便潛血 (FOBT/FIT) 來說,其優點為非侵入性且花費低廉,但缺點為飲食的限制 (需限制紅肉、含動物血或含鐵等其它食物,避免偽陽性產生)、偽陽性 (飲食或其它出血性腸胃道疾病) 以及無法在早期偵測出癌變;腫瘤指數CEA (癌胚抗原) 其靈敏度及特異性差,即使確定罹癌者也有CEA指數正常的現象,同樣無法在早期偵測出癌變

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  原位雜交技術(In Situ Hybridization, ISH)是結合分子生物學細胞學以及組織化學的一門新興技術。此技術始於1969年,耶魯大學的Gall等人首先將爪蟾核醣體基因探針與其母卵細胞雜交,將該基因進行定位。另外,Buongiorno—Nardelli和Amaldi等人相繼利用同位素標記核酸探針,進行細胞或組織的基因定位,而創造了原位雜交技術[1]

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    血管內皮細胞生長因子(VEGF)為近年發現一種與血管新生相關的多肽生長因子,能夠專一性及高效率促進血管內皮細胞的增生[1]。在本文章中將介紹VEGF常見的檢測方式

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       近年來,國外興起將「細胞治療」應用於癌症、器官修復…等等,但礙於台灣的法律及倫理道德問題,使得細胞治療的發展仍停滯不前。細胞治療可追溯至1945年,當年美軍在日本廣島投下原子彈,除爆炸帶來的死傷,也有很多人因骨髓中的幹細胞受損,造成骨髓功能枯竭而死亡,這促使「骨髓移植」開啟第一代的細胞治療。

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