重大遗传病基因诊断的生物传感新方法与新技术的分析化学基础研究

本项目拟以地中海贫血症等重大遗传病为模型，凝炼相关基因点突变、基因甲基化、长片段基因拷贝数变化、基因倒位、动态突变这些基因变异的共性问题，通过系统研究各种基因序列变化分子识别相关的下游生物效应，结合高效率核酸序列放大反应，发展多种检测基因变异的高灵敏、高通量、高准确度的生物传感新方法，包括基于等位特异性连接延伸DNA酶、等位特异性引物延伸金纳米线的基因点突变检测的生物传感新方法，基于亚硫酸氢钠转化反应、核酸酶或结合蛋白识别反应的DNA甲基化检测的生物传感新方法，基于连接多重放大反应、参比基因比较的基因拷贝数变异检测的生物传感新方法，基于侵入式结构酶切的基因倒位检测的生物传感新方法以及基于连接酶介导核酸保护的动态突变检测的生物传感新方法等，为重大遗传病的相关机理与分子诊断研究构建简便实用的新技术平台。

遗传病严重地影响着人们的健康，给社会与家庭带来沉重的经济与生育负担。目前,绝大多数遗传病尚无有效的治疗方法，通过人群筛查和产前诊断干预重型遗传病患儿出生是国际公认的首选预防措施。遗传病的分子诊断与筛查技术主要涉及检测基因点突变、基因甲基化、长片段基因拷贝数变化、动态突变等各种基因的变异。由于人类基因数量庞大,且基因序列同源性高，因此基因突变检测技术的基本要求是分析方法必须具有高特异性，可以在包含数百乃至数千个核苷酸的基因序列中鉴别少数核苷酸的差异。针对上述问题，在自然科学基金的资助下，该项目以“重大遗传病基因诊断的生物传感新方法和新技术的分析化学基础研究”目标，围绕“基因变异的识别机理与通用技术原理”、“核酸高灵敏信号放大新方法”，以及“基因变异检测的新方法”等关键科学问题开展了系统深入的研究工作。在此基础上，发展了多种核酸高灵敏信号转换与放大新原理，分别构建了基因点突变、甲基化与动态突变分析的新方法。相关研究成果已经形成Nature Nanotechnology (1), Journal of Chemistry Society (2)等SCI收录论文80余篇，本项目基金标注论文73篇，其中IF>5论文34篇，包括Analytical Chemistry (16), Nucleic Acids Research (1), Chemical Communication (6), Nanoscale (1), Biosensors & Bioelectronics (8), Journal of Materials Chemistry B (1), TrAC Trends in Analytical Chemistry (1)等核酸生物传感及相关领域重要国际学术刊物的论文。申请国家发明专利11项，获授权6项。同时，课题组通过人才引进与培养，形成了一支具有一定国际影响的核酸生物传感研究团队，圆满完成了既定目标和任务。