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基因芯片———新世纪医学的“宠儿”
http://www.100md.com 2001年4月8日 三九健康网
     不久的将来,一项新兴的工业产业———基因芯片产业将诞生于世。基因芯片是电子学和生命科学结合产生的高科技杰作,虽然诞生仅仅几年的时间,却引起人们的广泛关注,它将给传统医学带来一场新的革命。

    美国加州埃菲迈士公司首次在市场上推出了商业化的基因芯片和芯片阅读器。人们意识到,基因芯片像不断更新的计算机芯片一样,具有巨大的商业前景,它将诱发一场新的技术革命,给医学领域带来全新的变化。在美国,目前就有六七家公司开发出了20多种基因芯片,带有数十万个基因探针的基因芯片已经面世。

    “钓”基因的探针

    在基因工程中,有一系列复杂的操作,其中之一是外源基因的存和取。存基因需要给基因建一个库,而从库中取基因则要一个有“吸力”的探针。说它是针,其实只是一种比喻。事实上,基因探针只是一段人工合成的碱基序列。如果我们知道要取的或鉴定的基因的碱基序列,利用碱基互补的原理,先合成一小段与要取的基因的关键序列互补的核苷酸。为了识别方便,再在这一小段碱基序列上连接上一些可检测的物质。这样,把连接上标记的基因探针放入众多的基因混合物中,探针很快就会捕获目的基因并与它连接。探针连带它“钓”上的基因由于带有特殊的标记,故科学家们可以很方便地找到它。
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    神奇基因扫描器

    在基因探针的基础上,科学家们研制出了神奇的基因扫描器———基因芯片。在1厘米见方的玻璃片上,竟然装有几十万个基因探针。这种基因芯片可以使医学专家瞬间分析几千个基因,从而对病因及早作出诊断。

    基因芯片,它的真正名字是脱氧核糖核酸(DNA)阵,与我们熟悉的计算机芯片有着神秘的相似性。在不大的芯片上,储藏着巨大数量的信息,而传递信息的使者就是DNA。基因芯片由若干基因探针构成,每种基因探针包含着由若干个核苷酸对构成DNA片段。

    基因芯片的工作原理与探针相同。在指甲大小的芯片上,排列着许多已知碱基顺序的DNA片段。根据碱基互补序列的单链片段相结合,也就是捕捉相应的DNA,从而确定对方的身份。通过这种方式可准确识别异常蛋白等。包含小小芯片的基因扫描器,可以在很短的时间内观察病变细胞并分析出数十种由于基因异常引发的疾病。
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    基因芯片的制作是一项十分复杂的技术。要在小小的玻璃芯片上加工数十万个子槽,然后在每个孔上精确地放上不同的、特定的DNA片段而不使它们发生任何混淆则是十分困难的。更重要的是,要制作基因芯片,首先要分离出数十万种不同的DNA片的并了解它们各自的功能特点。这就要借助于最新的基因研究。

    通过包括“人类基因组计划”在内的基因研究,不久的将来,科学家们将掌握人类的全部基因图谱和所有异常突变的情况,在这种情况下,基因芯片更会发挥它神奇的功能。从癌症的病因到使艾滋病病毒产生抗药性的基因变异,基因芯片不仅将用于许多创新性的研究,还将代替传统的体格检查和疾病诊断办法,尽早预知疾病。

    科学体检的绝妙工具

    不久的将来,传统的、繁琐的身体检查程序可能被基因芯片代劳。通过用几个基因芯片探查你的基因,就可了解你全部的遗传缺陷,预测到你未来若干年的健康会受到哪些威胁,以便采用相应的对策加以预防,当然也可以采用基因疗法加以治疗。
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    我们知道,染色体上的等位基因分显、隐性。显性基因能够表达性状,而隐性基因和显性基因在一起时,它的作用就会暂且被埋没,并不表现。只有当两个隐性基因在一起时,才会露出庐山真面目。有许多遗传病的基因属于隐藏性基因,多数人只是携带者而不发病,但如果是两个携带者结婚生子,其后代的染色体中两个隐性基因碰到一起,那可就要遭殃了。

    现在好了,有了基因芯片,由于隐藏性基因的组合导致生下遗传病儿的悲剧将逐渐消失。人们分析了各种遗传病的基因序列,再根据其序列合成出基因序列,制成基因芯片,可以很方便地查出隐藏性致病基因的携带者从而避免两个携带者结婚生子。

    像基因工程引起争议一样,基因芯片的开发和生产同样遇到了非议。人们担心,一旦人的所有遗传缺陷暴露于世,将会导致一系列社会问题。比如,这些人会不会受到歧视,种族优劣问题会不会提到人们的意识日程?看来,基因芯片技术的难点除了来自于技术本身之外,更多的是来自于社会。, 百拇医药


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