人类和鼠类公共物理图谱数据库的使用

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人类和鼠类公共物理图谱数据库的使用
1．物理图谱的类型
物理图谱有许多结构和形式。限制性图谱（restriction  map ），用于对小区 域、如
kb 量级做精细结构制图，细胞遗传学图（cytogenetic  map），用于对以 10  kb 为长
度量级的区域制图。最常用的两种类型是 STS 含量图（STS  content  map）和放射
性杂交图（radiation  hybrid  map），它们的分辨区域都大于 1Mb，并且有能使用简
易 PCR 中的定位标记物的优点。

在STS 含量图中，STS 标记物通过多聚酶链反应所监测，在反应中它与一个大的

插入克隆基因库反应，如酵母人工染色体（TACs），细菌人工染色体（BACs）和
粘粒等。如果两个或多个  STS 被发现是存在于同一个克隆之中，那么这些标记位
点紧密相邻的机会就很高（不是  100%，因为在制图过程中存在一些假象，如出现
嵌合克隆体）。一段时期以来，根据  STS 含量图已经建立起一系列重叠群，如含
有 STS 的重叠簇克隆。这样一张图的分辨率和覆盖度由一些因子决定，如 STS 的
密度、克隆群体的大小、以及克隆文库的深度。通常 STS 含量图以长 1Mb 的插入
YAC 库为基础，分辨率为几百个 bp。如果使用插入部分较小的克隆载体，图谱就
会有一个更高的理论分辨率，但是覆盖基因组同样大小面积就需要更多的 STS。虽
然一般有可能从 STS 含量图上得到标记物的相对顺序，但是相邻标记物之间的距
离还是无法精确测得。尽管如此，STS 含量图还是有与克隆原相关的优点，并且可
将其用于更进一步的研究，如次级克隆或 DNA 测序。到目前为止，STS 含量图制
图简单而使用最多 的来源是巴黎的  CEPH（centre  d�Etudes  du  Polymorphisme
Humain）中的 YAC 库。它是一个 10×覆盖率的文库，平均插入长度为~1Mb。
放射性杂交图（对片段 DNA 的断点作图。在此技术中，一个人体细胞系被致死性
的  gamma 射线照射，染色体 DNA 分成片段。然后该细胞系与一个仓鼠细胞系融
合而被救，并能繁殖几代。在这期间，人类细胞和仓鼠细胞的杂合体随机丢失其人
类染色体片段。这样一百个或更多的杂合细胞系克隆体中，每一个都有不同数量的
染色体片段，筛选生长后，就可以形成一套杂合组，供接下来的制图实验用了。
如果要在一个放射性杂交组中对一个  STS 作图，那就要将每种杂交组细胞系中的
DNA 进行 STS 的 PCR 操作。细胞系中如果含有该 STS 的染色体片段，那么就能
得 到 一 个 正 的  PCR  信 号 。 在 基 因 组 中 相 邻 很 近 的  STS 有 相 似 的 固 位 模 式
（retention  pattern），因为放射性引起的断点落在它们中间的几率很小。相邻较远
的 STS 固位模式相似性降低，相邻很远的 STS 的固位模式将会截然不同。与基因
图谱所用方法类似，算法类的软件也能推出  STS 在放射性杂交图上的相对顺序，
并通过断点落在其中间的可能性，用某一距离系统计算相邻标记物之间的距离。放
射性杂交图还能提供一个标记物位于某一个特殊位点的可能值（优势对数值）。一
个放射性杂交图的分辨率依赖于杂交体片断的大小，而这又依赖于人体细胞系所受
的辐射量。一般对基因组大小作图的细胞系分辨率为～1M。
除  STS 含量图和放射性杂交图外还有几个方法可用于制作人类物理图谱。克隆图
谱使用与 STS 含量图不同的技术来决定克隆体的接近程度。例如，CEPH  YAC 图
谱法 综合 利用指 纹法（ fingerprinting） 、间－ Alu 产物 杂交法 （inter-Alu  product
hybridization）和 STS 含量图法来制作一张重叠的 YAC 克隆体图谱。缺失和体细
胞杂交图依赖于大型基因组重组（可以人工引进或由实验本身引起），从而将标记
物放在由染色体断点所限定的  bin?中。FISH 图谱使用一个荧光信号来探测克隆体
的间期 DNA 扩散时的杂交情况，从而以细胞遗传学图中一条带的位置定出克隆体
的位置。


研究者捕捉致病基因时对转录序列图谱有特别的兴趣。这些序列是由已表达序列，
和那些从已转化成 STS 并置于传统物理图谱的已知基因衍生而来的。近来一些制
作大量 EST 的工程已经使制图实验室能够得到数以万计的单一表达序列。一旦一
个致病位点被鉴定出来后，这些转录序列图谱就能明显加快对目标 基因的 研究速
度。
YAC 库可用于 STS 的排序，但其克隆体中的高嵌合率和高删除率使它们不能用于
DNA 测序。去年高分辨率、可用于测序的质粒和 BAC 图谱则发展很快。因为它们
所需的克隆工艺水平很低。除了几个特例，如染色体 19 的 Lawrence Livemore 实验
室质粒图外，其它图谱都还只处在初级阶段。