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研究生:蔡鎰群
研究生(外文):Yi-Chiun Tsai
論文名稱:GAL1基因表現隨機性的雜訊分析之研究
論文名稱(外文):Analyzing internal and external noise of Gal1 promoter
指導教授:許哲奇
口試委員:傅煦媛崔宏偉鍾仁傑
口試日期:2016-07-04
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:化學工程與生物科技系生化與生醫工程碩士班
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:104
語文別:中文
中文關鍵詞:生物雜訊、內部雜訊、外部雜訊、釀酒酵母、GAL1基因。
外文關鍵詞:Biological noiseExternal noiseInternal noiseSaccharomyces cerevisiaeGAL1 promoter.
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生物雜訊是基因表現與蛋白質作用的結果,像是在訊號傳遞的過程若有雜訊參與,最後的結果可能會不同。細胞的調節及遺傳功能受到生物雜訊隨機的波動,使生物細胞的基因表達產生變異,許多研究認為雜訊在細胞活動中有著重要的作用。在雜訊的分類上分成外部雜訊及內部雜訊兩類,其中外部雜訊所指的是外部環境所造成的,內部雜訊則是由基因表現本身所帶有的。在本研究中為了測量真核細胞基因表達時的內部及外部雜訊,我們選擇釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae )作為研究對象,在兩種交配型的染色體上分別進行綠色螢光蛋白及紅色螢光蛋白的基因建構,再用流式細胞儀檢測綠色螢光蛋白及紅色螢光蛋白之強度和分布。接著利用所得的數據計算並分離出內部及外部雜訊。
Biological noise is the result of gene expression and protein-protein interactions. If such noise participates in the process of signal transmission among the same initial conditions, the final results might vary. Noise or random fluctuations, in gene expression may produce variability in cellular behavior. Many studies suggest that noise plays an important role in cell activities. We can divide the noise into classification of external noise and internal noise categories. The source of external noise is caused by the external environment and the internal noise is from the gene expression itself. In this study, we aim to separate and measure the internal and external noise when gene express in eukaryotic cells. To achieve this goal, we selected yeast (Saccharomyces cerevisiae) as the research object on both mating type. Chromosomes were constructed with green fluorescent protein gene and red fluorescent protein gene and these proteins were analyzed by flow cytometry on intensity and the distribution. Then we use the resulting data to calculate and separate internal and external noise.
目錄
摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 x
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目標 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 生物雜訊(Biological Noise) 3
2.2.1 隨機性質(Stochasticity) 3
2.2.2 雜訊的種類 4
2.2 RNA 干擾(RNA Interference) 6
2.2.1 生物細胞內的干擾 6
2.2.2酵母菌 (Budding Yeast) RNA的基本調控因子 7
2.3 釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 8
2.4 酵母菌之質體(Yeast Plasmids)介紹 9
2.5 酵母菌DNA Transformation及DNA重組 11
2.6 螢光蛋白(Fluorescent Proteins) 13
2.6 GAL1 啟動子(GAL1 promoter) 13
第三章 研究方法 15
3.1 實驗材料 15
3.1.1實驗儀器 15
3.1.2 藥品成分 16
3.1.3 培養基配方 19
3.1.4 藥品配方 20
3.1.5 所使用菌株 21
3.1.6 抗生素作用濃度範圍 22
3.1.7 所使用試劑組、引子合成 22
3.1.8 所使用質體 22
3.1.9 建構完成的質體 23
3.2 實驗方法(Protocols) 24
3.2.1 酵母菌轉型作用(Yeast Transformation) 24
3.2.2 酵母菌儲存管(Stock)製作 25
3.2.3 酵母菌交配(Mating) 25
3.2.4 大腸桿菌轉型作用(E.coli Transformation) 26
3.2.5 大腸桿菌儲存管(Stock)製作 26
3.2.6 限制酶(Restriction Enzyme)反應 27
3.2.7 染色體DNA核酸聚合連鎖反應(PCR) 28
3.2.8 重疊延伸PCR(overlap PCR) 29
3.2.9 DNA黏合反應(Ligation) 30
3.2.10 電泳 31
3.2.11由膠體回收DNA片段 31
3.2.12 DNA定序 32
3.2.13 Gal1 promoter誘導方式 32
3.2.14 流式細胞儀上機前處理 32
3.3實驗流程 39
3.3.1 質體建構 33
3.3.2酵母轉型作用與轉形菌株挑選 37
3.4 測量方法 38
3.5 分析方法 39
3.5.1 平均數 39
3.5.2 變異係數 39
3.5.3 共變異係數 40
3.5.4 Branch Noise 與 Trunk Noise 40
第四章 實驗結果 41
4.1尚未建構的酵母之螢光值 41
4.2 GFP之螢光值 43
4.3 RFP之螢光值 44
4.4 GFP與RFP之螢光值 45
4.5 Branch Noise 與 Trunk Noise之計算 46
4.6於質體新增限制酶切位 47
第五章 結論 48
參考文獻 49
附錄 53
附錄A 酵母菌株資料 53
附錄B 質體資料 55
附錄C使用引子一覽 65
電子全文 電子全文(網際網路公開日期:20210718)
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