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浅谈DNA凝聚态与细胞图案化在基因转染中的基础研究

更新日期:2012-05-05 | 点击: 次 | 一键收藏本文

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专业名称: 生物化学与分子生物学

论文级别: 博士

学位年度: 2009

中文摘要: 随着基因治疗和组织工程的发展,高效的基因转染引起了人们越来越广泛的关注。基因转染主要包括以下两个主要环节:基因转染复合物的制备和基因在哺乳动物细胞中的表达。其中,基因转染复合物的制备涉及到DNA和基因载体的相互作用,这一过程,伴随着DNA形态结构的复杂变化,即DNA凝聚态;基因在哺乳动物细胞中的表达效率受到细胞状态的影响,研究图案化细胞的基因转染情况对于基因治疗有着重要的意义。因此,本博士论文围绕基因转染这一研究核心,分别研究探讨了DNA凝聚态与细胞图案化对于基因转染效率的影响。具体如下: 首先,研究了DNA凝聚态对基因转染效率的影响。其一,研究了DNA自身结构的改变对于DNA凝聚态和基因转染效率的影响。分别在高温、碱的环境条件下对DNA进行处理,制备了热变性DNA、碱变性DNA,然后分别对其DNA凝聚态与其基因转染效率间的关系进行了研究探讨,研究结果表明:经热、碱处理后的DNA,由于DNA结构发生了重大的改变,导致其DNA凝聚效率得到了显著提高;进一步研究发现,经热变性的DNA具有比天然DNA更高的基因转染效率,碱变性的DNA在较低PEI存在的情况下仍然具有较好的基因转染效率。其二,研究了基因载体的...

目录:

DNA凝聚态与细胞图案化在基因转染中的基础研究

摘要 3-5
Abstract 5-6
缩略语表 13-14
第一章 前言 14-26
第一节 研究背景 14-22
1.1 基因治疗 14-16
1.2 DNA凝聚态 16-17
1.3 细胞图案化 17-18
1.4 微接触印刷法记在生物领域的应用 18-20
1.5 微流体技术简介 20-22
第二节 研究目的,意义和内容 22-23
2.1 本论文的研究目的 22
2.2 意义 22
2.3 主要研究内容 22-23
第三节 本论文的结构安排 23-24
第四节 发表论文 24-26
第二章 DNA凝聚态对基因转染影响的研究 26-88
第一节 重要实验方法介绍 26-35
1.1 DNA纯化及其相关实验 26-31
1.2 电泳及其相关实验 31-32
1.3 哺乳动物细胞培养及其相关实验 32-35
第二节 热变性对于DNA凝聚态以及基因转染影响的研究 35-45
2.1 前言 35
2.2 材料与方法 35-37
2.2.1 热变性DNA的制备 35
2.2.2 复性实验 35-36
2.2.3 原子力显微镜的观测 36
2.2.4 Spermidine诱导的DNA凝聚态实验 36
2.2.5 PEI诱导的DNA凝聚态 36
2.2.6 基因转染 36-37
2.2.7 流式细胞测量技术 37
2.3 结果与讨论 37-44
2.3.1 热变性DNA的电泳检测 37-38
2.3.2 复性实验 38-39
2.3.3 热变性DNA的原子力显微镜观测 39-40
2.3.4 DNA凝聚态研究 40-43
2.3.5 基因转染 43-44
2.4 本节小结 44-45
第三节 碱变性对于DNA凝聚态以及基因转染影响的研究 45-53
3.1 前言 45
3.2 材料与方法 45-47
3.2.1 碱变性DNA的制备 46
3.2.2 复性实验 46
3.2.3 原子力显微镜的观测 46
3.2.4 Spermidine诱导的DNA凝聚态实验 46
3.2.5 PEI诱导的DNA凝聚态 46-47
3.2.6 基因转染 47
3.3 结果与讨论 47-52
3.3.1 碱变性DNA的观察 47-48
3.3.2 碱变性DNA在中性pH条件下的稳定性研究 48-49
3.3.3 碱处理对于DNA凝聚能力的影响 49-51
3.3.4 基因转染 51-52
3.4 本节小结 52-53
第四节 荧光超分子HOP--CD/Ru(phen)_2复合物的研究 53-61
4.1 前言 53
4.2 材料与方法 53-54
4.2.1 HOP--CD/Ru(phen)_2复合物的合成 53
4.2.2 HindIII酶活性抑制实验 53
4.2.3 拓扑异构酶I酶活性抑制实验 53-54
4.2.4 DNA转移 54
4.3 结果与讨论 54-59
4.3.1 HOP--CD/Ru(phen)_2复合物的合成 54
4.3.2 DNA凝聚态 54-56
4.3.3 酶活性抑制试验 56-59
4.3.4 DNA转移 59
4.4 本节小结 59-61
第五节 CB[6]调节的PPRs系列超分子物质的研究 61-69
5.1 前言 61
5.2 材料与方法 61-62
5.2.1 PPR系列化合物的合成 61
5.2.2 CB[6]调节的DNA凝聚态的电泳研究 61-62
5.2.3 原子力显微镜的观测 62
5.2.4 EB排斥实验 62
5.3 结果与讨论 62-68
5.3.1 PPRs的合成 62-63
5.3.2 CB[6]调节的DNA凝聚态的电泳研究 63-65
5.3.3 CB[6]调节的DNA凝聚态的原子力显微镜研究 65-67
5.3.4 EB排斥实验 67-68
5.4 本节小结 68-69
第六节 长度调节的PPRs系列超分子物质的研究 69-79
6.1 前言 69-70
6.2 材料与方法 70-71
6.2.1 PPRs的合成 70
6.2.2 电泳 70-71
6.2.3 动力学光散射和zeta电势测量 71
6.2.4 原子力显微镜观测 71
6.2.5 EB排斥实验 71
6.3 结果与讨论 71-78
6.3.1 电泳 72-73
6.3.2 动力学光散射 73-74
6.3.3 原子力显微镜的观测 74-75
6.3.4 Zeta电势的测量 75
6.3.5 EB排斥实验 75-76
6.3.6 PPRs/DNA复合物的稳定性对于其凝聚过程的影响 76-78
6.4 本节小结 78-79
第七节 带有少量正电荷的基因载体poly(PEGMA)-4N的研究 79-86
7.1 前言 79-80
7.2 材料与方法 80-81
7.2.1 poly(PEGMA)和poly(PEGMA)-4N的合成 80
7.2.2 电泳 80
7.2.3 原子力显微镜观测 80-81
7.2.4 基因转染 81
7.3 结果与讨论 81-85
7.3.1 Poly(PEGMA)-4N诱导DNA凝聚态的电泳检测 81-83
7.3.2 Poly(PEGMA)-4N诱导的DNA凝聚态的原子力显微镜观测 83
7.3.3 Poly(PEGMA)-4N诱导DNA凝聚态的原理研究 83-85
7.3.4 基因转染 85
7.4 本节小结 85-86
第八节 本章小结 86-87
第九节 发表文章 87-88
第三章 基于基因转染的细胞图案化研究 88-105
第一节 亲水性云母表面的细胞图案化 88-96
1.1 前言 88-89
1.2 材料与方法 89-90
1.2.1 XPS测量 89
1.2.2 疏水角的测量 89
1.2.3 原子力显微镜观测 89
1.2.4 力曲线测量 89-90
1.2.5 云母表面胶原的图案化 90
1.2.6 细胞图案化 90
1.3 结果与讨论 90-95
1.3.1 XPS测量 90-92
1.3.2 疏水角测量 92
1.3.3 原子力显微镜观测 92-93
1.3.4 云母表面胶原的图案化 93-94
1.3.5 细胞在两种基底上的生长情况 94-95
1.3.6 云母表面细胞图案化和基因转染 95
1.4 本节小结 95-96
第二节 疏水性PDMS表面的细胞图案化 96-103
2.1 前言 96-97
2.2 材料与方法 97-98
2.2.1 HFBI和胶原在PDMS表面的覆盖 97
2.2.2 XPS测量 97
2.2.3 疏水角的测量 97-98
2.2.4 HFBI和胶原的图案化 98
2.2.5 细胞图案化 98
2.2.6 图案化细胞的基因转染 98
2.3 结果与讨论 98-102
2.3.1 XPS测量 98-99
2.3.2 疏水角的测量 99-100
2.3.3 不同表面的细胞生长 100-101
2.3.4 基因转染 101-102
2.4 本节小结 102-103
第三节 本章小结 103-104
第四节 发表文章 104-105
第四章 主要结论 105-108
参考文献 108-116
致谢 116-117
个人简历 117-118
攻读学位期间发表的学术论文目录


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