Fluorescence in Situ Hybridization pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Liehr, Thomas 编

出品人:

页数:470

译者:

出版时间:

价格:$ 270.07

装帧:

isbn号码:9783540705802

丛书系列:

图书标签:

• 荧光原位杂交
• 分子生物学
• 细胞生物学
• 遗传学
• 生物技术
• 诊断
• 医学
• 实验技术
• FISH
• 染色体分析

《基因的荧光低语：探索细胞内的分子对话》 一、引言：一场跨越微观世界的视觉盛宴 在浩瀚的生命科学领域，细胞，这一构成万物的基本单元，以其精妙的结构和有序的运转，一直吸引着无数探求者。而隐藏在这微观世界深处，更为深邃的奥秘，则在于细胞内无处不在的分子交流，尤其是那承载着遗传信息的DNA，以及在细胞活动中扮演关键角色的RNA。它们如同无声的信使，传递着生命的指令，调控着生命的进程。长久以来，研究者们渴望能以一种直观、精准的方式，窥探这些分子在细胞内的真实“住所”和“行为”。《基因的荧光低语：探索细胞内的分子对话》正是应运而生，它并非一本枯燥的实验手册，而是一次邀请读者一同踏上探索细胞分子世界，理解遗传信息如何被读取、表达与调控的视觉与智识之旅。本书将带您穿越细胞的迷宫，通过一系列革命性的技术，让那些原本肉眼无法捕捉的遗传物质，如同一场场绚烂的荧光盛宴，在显微镜下跃然呈现，揭示生命最根本的运作机制。 二、技术溯源与原理洞察：为何荧光能够“看见”基因？ 本书的起点，并非对某个特定基因或疾病的深入探讨，而是回溯那些赋能我们“看见”基因的技术根源。我们将首先回顾显微镜技术发展的历史，从早期光学显微镜的局限性，到荧光显微镜的诞生如何为生命科学研究注入新的活力。在此基础上，深入剖析荧光标记的原理：荧光染料如何与特定的核酸序列结合，以及为何这种结合能够被激发产生特定波长的光。我们将介绍几种核心的荧光标记策略，包括直接标记和间接标记，并解释它们各自的优缺点以及适用场景。 核心的原理讲解将聚焦于核酸杂交（Hybridization）这一关键概念。书中将以通俗易懂的语言，阐述DNA或RNA分子之间特定的碱基配对原则（A-T, G-C），这是实现特异性结合的基础。我们还将介绍探针（Probe）的设计理念：如何设计一段与目标基因序列互补的核酸探针，使其能够精确地“找到”并结合到细胞内的特定DNA或RNA区域。探针的长度、序列设计、修饰以及标记方式，都将作为重要的讨论内容，揭示其在提高检测灵敏度和特异性方面所扮演的角色。 此外，本书还将探讨不同类型的荧光探针，例如寡核苷酸探针、RNA探针等，以及它们在不同研究领域的应用潜力。通过对这些基础原理的深入理解，读者将能更好地把握后续章节中更复杂的技术应用和研究成果。 三、技术革新与方法拓展：从静态成像到动态捕捉 《基因的荧光低语》将不仅仅停留在基础原理的阐述，更将引领读者认识到这项技术如何不断演进，拓展其应用边界。我们将详细介绍不同方法的变迁和创新。 1. 经典的荧光原位杂交 (FISH) 方法： 本书将详述经典的FISH技术，包括其样品制备的关键步骤：细胞固定、透化、变性（使DNA双链解旋）、杂交、洗涤以及信号检测。我们会详细解析每个步骤的目的和注意事项，例如为什么需要固定细胞以防止分子迁移，为什么需要透化以允许探针进入细胞，以及变性过程如何为探针的结合创造条件。洗涤步骤的精妙之处，如何去除非特异性结合的探针，从而保证信号的准确性，也将是重点。 2. 染色体FISH (Chromosome FISH)： 专门针对染色体的FISH技术将占据一席之地。我们将介绍如何将荧光探针直接应用于分裂期或间期细胞的染色体上，以识别染色体结构异常，如缺失、重复、易位和倒位。本书将通过一系列经典的案例，展示染色体FISH在诊断染色体疾病、理解基因组不稳定性和进化研究中的重要作用。 3. 基因座特异性FISH (Locus-Specific FISH) 与全基因组染色体原位杂交 (Whole Genome Painting, WGP)： 本书将区分不同尺度的FISH应用。基因座特异性FISH专注于特定基因或基因组区域的检测，例如在癌症研究中定位癌基因的扩增或缺失。而WGP则是一种更宏观的技术，通过标记整个染色体，使其在显微镜下呈现出独特的“染色体油漆”色彩，极大地简化了复杂染色体畸变的识别，尤其在癌症细胞系和癌组织研究中具有重要价值。 4. 新一代技术与展望： 随着技术的不断发展，新一代的荧光标记技术也在不断涌现。本书将适时引入如RNA FISH、超高分辨率荧光显微镜（如STORM、PALM）与FISH的结合，以及多重荧光标记技术（Multiplex FISH），实现对多个核酸靶点同时进行可视化检测，极大地提高了信息获取的效率和精度。我们还将简要探讨新兴的自动化FISH平台，以及其在临床诊断和高通量筛选中的应用前景。 四、应用领域广泛：从基础研究到临床实践 《基因的荧光低语》的精髓，在于其展现了这项技术在不同科学领域，乃至临床实践中的强大生命力。本书并非局限于某一狭窄的研究范畴，而是以其广阔的应用视角，展现了这项技术如何赋能科学的边界。 1. 遗传疾病的诊断与研究： 在遗传疾病领域，FISH技术是诊断的重要工具。本书将深入探讨如何利用FISH检测染色体数目异常（如唐氏综合征中的21号染色体三体）、染色体结构异常（如脆性X综合征中X染色体q27.3区域的重复序列扩增），以及微缺失/微重复综合征。我们将展示FISH如何在产前诊断、新生儿筛查和基因遗传咨询中发挥关键作用，帮助家庭了解遗传风险并做出明智决策。 2. 癌症研究与诊断： 癌症，作为一种由基因组不稳定性和关键基因突变驱动的疾病，是FISH技术应用的另一个重要战场。本书将详述FISH在检测癌基因扩增（如HER2在乳腺癌中的扩增）、染色体易位（如BCR-ABL融合基因在慢性髓系白血病中的检测）、基因缺失（如TP53基因在多种癌症中的缺失）等方面的应用。我们将介绍FISH如何在肿瘤分型、预后评估和指导靶向治疗中提供关键信息，例如HER2阳性乳腺癌患者可受益于靶向药物治疗。 3. 传染病与微生物研究： FISH技术同样适用于病原微生物的检测和鉴定。本书将介绍如何设计针对特定细菌、病毒或真菌的核酸探针，直接在感染的组织或体液中进行可视化检测。这对于快速诊断传染病、追踪病原体传播途径以及评估治疗效果具有重要意义。例如，利用FISH检测导致结核病的结核分枝杆菌，或在病毒感染中定位病毒基因组。 4. 发育生物学与细胞生物学： 在探索生命发育的奥秘和理解细胞内部复杂运作机制方面，FISH技术同样不可或缺。本书将展示如何利用FISH追踪特定基因在发育过程中的表达模式和空间定位，例如在胚胎发育过程中，观察某个转录因子基因在特定细胞群体中的活跃程度。同时，FISH也可用于研究基因在细胞核内的三维结构和组织，以及染色质的动态变化，为理解基因调控提供新的视角。 5. 进化与比较基因组学： 通过在不同物种的染色体上进行FISH分析，研究者可以比较不同物种基因组的结构和进化历史。本书将介绍FISH在揭示染色体融合、分裂以及基因组重排等进化事件中的应用，为理解生命多样性的起源提供线索。 五、实验设计的考量与解读：从数据到洞见 《基因的荧光低语》深知，技术的掌握并非终点，如何科学地设计实验，以及如何准确解读实验结果，才是实现科学发现的关键。 1. 实验设计的核心要素： 本书将引导读者思考实验设计的关键要素，包括： 明确的研究问题： 实验设计应紧密围绕具体的研究目标，避免盲目探索。 靶标选择： 如何选择具有研究意义的DNA或RNA靶点，并考虑其在细胞内的丰度、定位和表达模式。 探针设计与验证： 如何根据靶标序列设计特异性强、信号稳定的探针，并进行严格的验证，排除非特异性信号。 实验条件优化： 针对不同的细胞类型、组织样本和靶标，如何优化固定、透化、变性、杂交和洗涤等关键步骤的条件。 对照组的设置： 如何设置阴性对照（如使用不互补的序列）和阳性对照（如使用已知阳性样本），以确保实验结果的可靠性。 2. 信号解读的科学方法： 本书将强调，荧光信号的解读需要严谨和客观。我们将讨论： 荧光信号的定量与定性： 如何根据信号的强度、数量和分布来评估基因的拷贝数、表达水平或空间定位。 非特异性信号的识别与排除： 如何识别背景信号、自发荧光以及探针的非特异性结合，并采取措施加以排除。 图像采集与分析： 如何选择合适的显微镜、滤光片和采集参数，以获得高质量的荧光图像，并利用专业的图像分析软件进行定量分析。 结合其他实验技术： 强调FISH并非孤立的技术，如何将其与其他分子生物学技术（如PCR、Western Blot、RNA测序）相结合，进行多维度的数据验证和深入分析，以获得更全面的结论。 3. 挑战与局限性： 为了提供一个全面客观的视角，本书还将诚实地探讨FISH技术在实际应用中可能遇到的挑战和局限性，例如： 检测灵敏度的限制： 对于低丰度或微小基因组变化的检测可能存在困难。 信号分辨率的限制： 经典光学显微镜的分辨率限制了对亚细胞结构精细分析的能力。 样品制备的复杂性： 某些组织的固定和透化可能非常困难，影响信号质量。 技术成本与操作难度： 某些高级FISH技术可能需要昂贵的设备和专业的技术人员。 数据解释的主观性： 在某些情况下，信号的解释可能存在一定的主观性，需要经验丰富的研究者进行判断。 六、结语：荧光之眼，洞见生命之秘 《基因的荧光低语：探索细胞内的分子对话》并非一本旨在教授具体实验操作的指南，而是希望通过对这项技术及其背后原理的深度剖析，激发读者对生命分子机制的好奇心和求知欲。本书将引导您认识到，当微观世界的遗传信息化身为璀璨的荧光信号时，我们得以以前所未有的清晰度，洞察生命的奥秘。从遗传疾病的诊断到癌症的精准治疗，从生命发育的壮丽画卷到微生物世界的隐秘角落，这项技术如同打开了一扇扇通往未知的大门。 本书力求以清晰的逻辑、严谨的科学态度和引人入胜的叙述，将一项复杂的技术转化为一种理解生命的语言。希望通过阅读本书，读者能够深刻体会到，荧光标记技术不仅仅是一种强大的科研工具，更是一种能够“看见”基因，理解细胞分子之间无声对话的“魔法”。它让我们能够用“荧光的眼睛”，去探索生命的本质，去揭示那些曾经深藏不露的分子轨迹，从而为人类健康和生命科学的进步，贡献一份力量。

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