人類染色體之結構和功能

為了對人類染色體的構造與功能有更進一步的了解，特別是藉著分子細胞遺傳學技術的進展，現在已可以用新的方法來探究人類染色體生物學及其在生物醫學上的應用，為達此目的，本計劃設計四個相關研究主題： 1. 臨床細胞遺傳學之研究(clinical cytogenetic study) 利用特定DNA探針以螢光原位雜交法(Fluorescence in situ hybridization，FISH)以進一步了解可疑之組成性染色體(Problematic constitutional chromosome)個案，如標記染色體(maker chromosomes)，隱藏性轉位(cryptic translocation)，複製(duplication)和微缺失(microdeletion)等，FISH和多重顏色-FISH(multiple color-FISH)也可應用於paraffin包埋之腦部腫瘤組織的間期細胞核(interphase nuclei)或培養的神精膠質瘤細胞(glioma)之分裂中期染色體(metaphase chromosomes)。再者，發生於腫瘤細胞基因擴增之染色體如雙小染色體(double minute chromosomes)和均質染色區(homogeneously staining region, HSR)可利用FISH研究它們是來自一對染色體，這些研究結果將有助於更進一步的瞭解與臨床表徵有關之異常染色體的本質。 2. 染色體上三聯核甘酸擴增位置(trinucleotide expansion site on chromosome) 三聯核甘酸重複系列(trinucleotide repeated sequence)在人類基因組(genome)分佈很多，要定位三聯核甘酸擴增與某些疾病的關係以及分佈在那些染色體上，我們將採用新FISH的技術包括被催眠之reporter沉澱擴增法(catalyzed reporter deposition amplification methods)之超敏感FISH於此項研究，FISH檢定的敏感性和可靠度與例行偵測三聯核甘酸擴增所用之分子方法相比較並加以評估。此研究可提供對三聯核甘酸之擴增，異質性、多形性及其疾病關聯性的進一步了解。 3. 人類和其它哺乳類著絲點DNA的研究 我們將由具有大量repetitive DNA的特定染色體cosmid libraries分離出其他的人類γ-satellite DNA家族和新的人類著絲點satellite DNA。由所獲得的著絲點DNA純系(DNA clone)可以提供分析DNA序列，染色體定位，基因組結構(genomic organization)(利用fiber FISH)蛋白質結合之研究。這些研究將可能發現新著絲點satellite DNA和披露一些基因組結構和功能的訊息。我們也將利用染色體游走方法(chromosome walking procedure)的位置選殖(positional cloning)來含蓋小標記染色體之新著絲點區域(neocentromeric region)。標記染色體在有絲分裂時穩定但缺乏satellite DNA。研究標記染色體之著絲點DNA，將可提供潛在性著絲點DNA之本?閰M著絲點功能較新的訊息。 4. 哺乳動物細胞遺傳學及比較基因圖譜(Mammalian cytogenetics and comparative gene mapping) 我們將利用flow-sorted，不同品種染色體來做染色體繪圖(chromosome painting)的探針，並以此進行有系統的跨品種間相互繪圖(painting)的研究，在不同品種間保留的染色體區域將可被決定，從而建立比較染色體圖譜(comparative chromosome maps)。此比較圖譜對日後描繪不同哺乳動物純系基因及DNA片段的明細圖譜有非常大的幫助，而染色體上的保留區域及它們可能具有的基因組功能也會有較好的闡釋。