8、短全基因组生物标志物的搜索与验证

短全基因组生物标志物的搜索与验证

1. 非交叉杂交集的系统发育分析

在生物系统发育研究中，全基因组系统发育方法有着重要的地位。其基本理念是利用附着在DNA芯片上的非交叉杂交（nxh）探针集。具体而言，这样的探针集是对目标生物体某些目标基因片段（或其互补序列）的精心挑选，甚至可以是对目标生物体的完整选取，就像DNA微阵列那样。

操作流程如下：
1. 将给定的（可能未知的）目标进行消化处理，通常会进行标记。
2. 把处理后的目标溶液倾倒在芯片上。
3. 芯片上的探针与目标片段杂交，产生特定的信号模式。

如果芯片上的寡核苷酸探针未经过预处理，那么产生的信号会高度可变，并且在重复读取时基本不可重复。而在非交叉杂交芯片上，随机消化成与探针大小相当的目标片段，更有可能与较少的探针杂交，在适当的严格度 ρ 下，最多与一个探针杂交。这种 nxh 属性带来了诸多优势：
- 显著降低噪音，在理想条件下甚至能完全消除噪音。
- 结果更具可预测性。
- 相应的分析更加可靠。

为了评估这种方法，研究人员选取了6种广泛存在且重要的细菌进行研究，相关信息如下表所示：
| 生物体 | 基因组大小（兆字节）/ 所选开放阅读框（千字节） |
| — | — |
| 大肠杆菌 CFT073 | 5.05Mb / 510K |
| 大肠杆菌 K12 | 4.37Mb / 438K |
| 深海发光杆菌 | 3.59Mb / 186K |
| 铜绿假单胞菌 PA01 | 5.89Mb / 192K |
| 肠炎沙门氏菌霍乱亚种 | 4.51Mb / 151K |