线粒体DNA研究方法与实验方案(DNA亲子鉴定师必读书籍)

发布时间:2020-04-08 文章来源:安康生物

    线粒体是胞内细胞器,在细胞的生命活动过程中承担了重要的功能。除了作为细胞的能量工厂生产ATP外,线粒体广泛参与细胞内脂类、胆固醇、氨基酸和核苷酸的代谢,在细胞的信号转导、自噬和凋亡过程中也承担了重要的角色。近期研究显示线粒体还参与天然免疫。线粒体拥有自身遗传物质线粒体DNA(mtDNA),编码13种氧化磷酸化呼吸链组成蛋白、22种转运RNA和2种核糖体RNA.虽然由线粒体自身基因组编码的蛋白仅占线粒体总蛋白种类的1%左右,但mtDNA基因突变、复制、转录和翻译异常,往往会导致线粒体功能缺陷,进而表现为组织和器官功能异常,导致临床症状非常复杂的线粒体病。目前,线粒体生物学和线粒体病的研究在国际上是持续的热点。


    得益于我们对线粒体知识的积累,同时更多地是研究技术方法的创新和改进,线粒体生物学和相关疾病研究近几十年来发展突飞猛进。瞄准这一发展态势和契机,Springer旗下的Humana出版社2002年在其旗舰系列丛书《分子生物学研究方法》中及时出版了由William C. Copeland主编的《线粒体DNA:研究方法与实验方案》- 一书,系统地介绍了mtDNA突变研究方法和控制mtDNA转录的关键蛋白的表达、纯化和功能鉴定。2009 年,该出版社又出版了由Jeffrey A. Stuart主编的《线粒体DNA:研究方法与实验方案》第二版,以汇总和更新第一版出版后本领域研究的一些新方法和新进展,其中重点介绍了控制mtDNA复制、转录、翻译和呼吸链复合物组成蛋白的表达、纯化和功能鉴定方法。对于第--版中已有介绍的--些以检测mtDNA突变和DNA损伤为目的的研究方法,本版中作者重点介绍了不同于以前介绍的技术手段或改进的技术方法来达到同一-研究目的。参与这两版章节撰写的绝大多数作者都是目前国际上该领域前沿和--线的研究人员,描述的研究方法也由他们首创或在前人基础。上做出重大改进,他们分享的实验过程中需要注意的技巧和一-些容易发生的错误对于初涉mtDNA领域的研究者来说尤为重要,可以帮助研究者在实验过程中避免常见的实验错误,尽快得到准确的分析结果。

线粒体DNA研究方法与实验方案(DNA亲子鉴定师必读书籍)

    诚然,作为一本特定介绍mtDNA研究方法和实验指南的工具书,其专业性相当强,阅读起来也比较晦涩难懂,尤其是对于没有先期接触一些 mtDNA生物学知识的读者。另外,就是书中介绍的一些研究方法,如二维琼脂糖电泳识别mtDNA复制中间体,从实验体系的稳定建立到实验数据的解释,都需要结合具体的实验过程才能够更好地理解具体的实验要求和操作细节。同样,对于介绍的一些实验方法,如基于变性高效液相色谱(DHPLC)异源双链分析法测定mtDNA突变异质性、单细胞mtDNA突变分析等,在实验开展过程中需要配置一些特定的仪 器设备。离开这些硬件支持,将不能够重复出本书作者介绍的实验。这些都是本书比较明显的缺点,也限制了它的读者群。在第二版中,对于同一种蛋白的体外表达和功能鉴定,如线粒体单链DNA结合蛋白和线粒体DNA解旋酶,不同作者分别以独立章节介绍了他们采用的实验条件和流程。这些控制mtDNA复制和转录的相关重要蛋白的表达纯化和功能鉴定等生化分析在第一版中也有介绍,在内容上有些重复。不过,这对于我们在研究中如何尽快建立起稳定的实验体系,无疑提供了更多的选择和可供比较的资料。所以,对于国内研究者,如果希望在自己的实验室建立起本书中描述的相关生化分析方法,-个建议就是将第- -版和第二版中关于同一功能蛋白的相关实验流程对比阅读,同时结合实验室已有条件,选择出最适合开展的一-种方法。


    由于本书是按照《分子生物学研究方法》系列丛书的写作格式来编排,在每个章节开始部分都有关于该研究方法的目的意义或者是所研究功能蛋白的整体介绍,并引用了若干文献。这些介绍和文献可以给读者提供较为丰富的信息,通过阅读引用的原文献,可进一步加深理解和获取相关专业知识。读者在读本书之前,不妨阅读Wiley-Liss出版社出版的由Immo E Scheffler 教授编着的《线粒体》一书,来获取更多的关于线粒体生物学的基础知识。另外,学术出版社(Academic Press)的系列丛书《细胞生物学研究方法》中出版的由Liza A. Pon和Eric A. Schon教授主编的《线粒体》(第二版),也是一本很好的了解线粒体研究方法的参考书和工具书。


    目前国内研究者关于mtDNA的研究多集中在序列变异分析方面,将mtDNA作为一个遗传标记来探讨群体的遗传多样度,评估家养动物品系和野生动物的遗传濒危程度,重建家养动物和人类民族群体的起源和迁移等事件。对于母系遗传病和衰老、肿瘤等组织中发现的mtDNA突变及其潜在功能也有- -些研究,但整体水平有待进- -步提高,尤其是关于mtDNA复制、转录、翻译、氧化呼吸链复合物功能鉴定、线粒体核质互作等研究需要特别加强。欣闻《线粒体DNA:研究方法与实验方案》第二版将由科学出版社以导读版的形式引进国内出版,我觉得这对于提升国内mtDNA研究水平,培育更多的对mtDNA研究充满兴趣和激情的年轻学者无疑有着重要的作用。我期待有更多的年轻学者加入mtDNA研究俱乐部!

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