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【摘要】 探索一种研究肾癌机理的新方法，即一种从分子水平上了解肾癌细胞复制过程的新方法。利用现有技术，将体外培养的数批肾癌细胞，在扫描隧道显微镜下观察DNA/RNA等的形态，找出肾癌细胞复制过程中不同时期的DNA变化。经过足够多批次的观察后就会发现其基因复制表达的顺序规律，发现基因复制表达顺序规律后，用纳米技术将每个基因切割下来行PCR扩增后测序。这样便能了解肾癌细胞复制过程中基因表达的顺序，从而有可能揭开肾癌细胞复制的机理。
【关键词】 PCR技术； 扫描隧道显微镜； 纳米技术； 肾癌； 基因
肾癌机理研究目前仍未取得突破性进展。近年来，随着科学技术的发展，特别是分子生物学PCR技术、扫描探针显微镜技术及纳米技术的飞速发展，有可能为肾癌机理研究提供一种新的方法，现将国内外研究方法讨论如下。
1 PCR技术的发明为肾癌细胞基因复制研究工作提供了新的方法
Khorana于1971年最早提出核酸体外扩增的设想，但是，当时的基因序列分析方法尚未成熟，对热具有较强稳定性的DNA聚合酶还未发现，寡核苷酸引物的合成仍处在手工、半自动合成阶段，这种想法似乎没有任何实际意义。
1985年，美国科学家Kary Mullis在高速公路的启发下，经过两年的努力，发明了PCR技术，并在Science杂志上发表了关于PCR技术的第1篇学术论文。从此，PCR技术得到了生命科学界的普遍认同，由此PCR技术为微量核酸扩增测序提供了途径，Kary Mullis为此获得了1993年诺贝尔化学奖。
2 原子力显微镜可以看到细胞复制过程中基因复制的顺序
现在，受汽车生产的启发正在探讨一种新的肾癌机理的研究方法。人们了解汽车生产的过程是一个个零部件按一定的时间顺序组合而成的。设想如果能看到肾癌细胞从G0开始，基因按时间顺序依次复制表达，直至形成一个完整的新细胞，我们就有望揭示肾癌细胞复制的机理。
原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)是扫描隧道显微镜的一种，它一种纳米级的操作工具[1]，早在上世纪90年代就有人已经利用它来切割DNA和染色体[2]。扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope，SPM)是扫描隧道显微镜及在扫描隧道显微镜的基础上发展起来的各种新型探针显微镜(原子力显微镜AFM，激光力显微镜LFM，磁力显微镜MFM等等)的统称。本世纪初，扫描探针显微镜技术发展迅速，它不仅能够观察DNA、蛋白质、多糖等生物大分子表面的细微形貌和结构，而且能通过对生物分子进行压迫、拉伸、卷曲、切割等以改变分子的形状和结构用于构建纳米图形[3-5]。
纳米技术已经成熟，可以观查到原子水平，为切割核酸提供了新方法。
3 利用以上三种技术来研究癌细胞复制的机理
3.1 利用体外培养的肾癌细胞株作观察，体外培养的肾癌细胞株一般是各种分裂期的细胞都有，因此观察癌细胞复制需要数年时间才能找出所有基因复制的顺序。
3.2 将一批又一批任意时期的癌细胞株放在扫描探针显微镜下观察。因为含有不同时期的细胞，于是先从众多的细胞中找出细胞复制过程中基因表达的顺序并按其基因复制表达顺序分为0，1，2，3，4…n步，每一步就是一个或数个基因的复制表达，把它定义为“基因步”。当一个切(涂)片无法观查出所有复制的基因步时就用大量的切(涂)片观察，直到找出所有基因步为止。这样就知道一个肾癌细胞复制为另一个肾癌细胞有几个“基因步”。
3.3 知道“基因步”后，用分子梳技术将肾癌细胞株中每个基因步的基因分子拉直在非常平整的硅烷化的云母表面，用扫描探针显微镜针尖对选定的DNA分子切割下来行PCR扩增后测序，这样就知道肾癌细胞复制表达的“基因步”，即基因表达的顺序，知道了每个“基因步”的基因，也就知道了它表达的蛋白质，也可以观察每个“基因步”的基因复制表达的时间和停止表达的时间，因此就可以把肾癌细胞生长繁殖过程中分子变化的规律了解清楚。
参考文献
[1] Fotiadis D，Scheuring S， Müller S A.Engel A Müller DJ[J]. Micron，2002，33(1):385-397.
[2] Li MQ，Hansma HG， Vesenka J，et al. Journal of Biomolecular Structure [J]. Dynamics，1992，10(3):607-617.
[3] Hu J，Zhang Y，Li MQ，et al.Artificial DNA patterns by mechanical nanomanipulation[J].Nano Lett，2002，2(1):55-57.
[4] Lü JH，Li HK，An HJ，et al.Positioning isolation and biochemical analysis of single DNA molecules based on nanomanipulation and single-molecule PCR[J].J Am Chem Soc，2004，126(36):11136-11137.
[5] 周化岚，施文健.纳米笔刻蚀技术构建小牛胸腺组蛋白纳米结构[J].分析测试学报，2009，28(5):614-616.
(收稿日期：2012-04-20) (本文编辑：郎威)
【关键词】 PCR技术； 扫描隧道显微镜； 纳米技术； 肾癌； 基因
肾癌机理研究目前仍未取得突破性进展。近年来，随着科学技术的发展，特别是分子生物学PCR技术、扫描探针显微镜技术及纳米技术的飞速发展，有可能为肾癌机理研究提供一种新的方法，现将国内外研究方法讨论如下。
1 PCR技术的发明为肾癌细胞基因复制研究工作提供了新的方法
Khorana于1971年最早提出核酸体外扩增的设想，但是，当时的基因序列分析方法尚未成熟，对热具有较强稳定性的DNA聚合酶还未发现，寡核苷酸引物的合成仍处在手工、半自动合成阶段，这种想法似乎没有任何实际意义。
1985年，美国科学家Kary Mullis在高速公路的启发下，经过两年的努力，发明了PCR技术，并在Science杂志上发表了关于PCR技术的第1篇学术论文。从此，PCR技术得到了生命科学界的普遍认同，由此PCR技术为微量核酸扩增测序提供了途径，Kary Mullis为此获得了1993年诺贝尔化学奖。
2 原子力显微镜可以看到细胞复制过程中基因复制的顺序
现在，受汽车生产的启发正在探讨一种新的肾癌机理的研究方法。人们了解汽车生产的过程是一个个零部件按一定的时间顺序组合而成的。设想如果能看到肾癌细胞从G0开始，基因按时间顺序依次复制表达，直至形成一个完整的新细胞，我们就有望揭示肾癌细胞复制的机理。
原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)是扫描隧道显微镜的一种，它一种纳米级的操作工具[1]，早在上世纪90年代就有人已经利用它来切割DNA和染色体[2]。扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope，SPM)是扫描隧道显微镜及在扫描隧道显微镜的基础上发展起来的各种新型探针显微镜(原子力显微镜AFM，激光力显微镜LFM，磁力显微镜MFM等等)的统称。本世纪初，扫描探针显微镜技术发展迅速，它不仅能够观察DNA、蛋白质、多糖等生物大分子表面的细微形貌和结构，而且能通过对生物分子进行压迫、拉伸、卷曲、切割等以改变分子的形状和结构用于构建纳米图形[3-5]。
纳米技术已经成熟，可以观查到原子水平，为切割核酸提供了新方法。
3 利用以上三种技术来研究癌细胞复制的机理
3.1 利用体外培养的肾癌细胞株作观察，体外培养的肾癌细胞株一般是各种分裂期的细胞都有，因此观察癌细胞复制需要数年时间才能找出所有基因复制的顺序。
3.2 将一批又一批任意时期的癌细胞株放在扫描探针显微镜下观察。因为含有不同时期的细胞，于是先从众多的细胞中找出细胞复制过程中基因表达的顺序并按其基因复制表达顺序分为0，1，2，3，4…n步，每一步就是一个或数个基因的复制表达，把它定义为“基因步”。当一个切(涂)片无法观查出所有复制的基因步时就用大量的切(涂)片观察，直到找出所有基因步为止。这样就知道一个肾癌细胞复制为另一个肾癌细胞有几个“基因步”。
3.3 知道“基因步”后，用分子梳技术将肾癌细胞株中每个基因步的基因分子拉直在非常平整的硅烷化的云母表面，用扫描探针显微镜针尖对选定的DNA分子切割下来行PCR扩增后测序，这样就知道肾癌细胞复制表达的“基因步”，即基因表达的顺序，知道了每个“基因步”的基因，也就知道了它表达的蛋白质，也可以观察每个“基因步”的基因复制表达的时间和停止表达的时间，因此就可以把肾癌细胞生长繁殖过程中分子变化的规律了解清楚。
参考文献
[1] Fotiadis D，Scheuring S， Müller S A.Engel A Müller DJ[J]. Micron，2002，33(1):385-397.
[2] Li MQ，Hansma HG， Vesenka J，et al. Journal of Biomolecular Structure [J]. Dynamics，1992，10(3):607-617.
[3] Hu J，Zhang Y，Li MQ，et al.Artificial DNA patterns by mechanical nanomanipulation[J].Nano Lett，2002，2(1):55-57.
[4] Lü JH，Li HK，An HJ，et al.Positioning isolation and biochemical analysis of single DNA molecules based on nanomanipulation and single-molecule PCR[J].J Am Chem Soc，2004，126(36):11136-11137.
[5] 周化岚，施文健.纳米笔刻蚀技术构建小牛胸腺组蛋白纳米结构[J].分析测试学报，2009，28(5):614-616.
(收稿日期：2012-04-20) (本文编辑：郎威)