组学研究
基因组学的研究方法

基因组学的研究方法基因组学是一门研究生物体基因组的学科,通过研究基因组的组成、结构、功能和调控机制等,揭示生物多样性、进化规律以及与疾病相关的基因等重要信息。
近年来,随着高通量测序技术的广泛应用,基因组学研究取得了突破性进展。
本文将重点介绍几种常用的基因组学研究方法,以及其在基因组学领域的应用和意义。
一、全基因组测序全基因组测序是基因组学研究的重要手段之一,它的主要目的是完成对整个基因组的测序和分析。
全基因组测序可以分为两种类型:全基因组测序和外显子测序。
全基因组测序是对整个基因组的测序,旨在全面了解个体的基因组特征;而外显子测序则着重于测序个体编码蛋白质的外显子区域,用以研究基因功能和疾病相关的基因突变。
全基因组测序的主要步骤包括:DNA提取、文库构建、测序装置或服务机构选择、测序平台选择、测序数据分析、功能注释等。
全基因组测序的应用广泛,不仅可用于揭示物种的进化关系、种群遗传结构,还可以用于寻找疾病相关基因、筛查遗传变异、研究个体间的基因差异等。
二、转录组测序转录组是指一个生物体在特定条件下的所有转录产物,包括mRNA、rRNA、tRNA等。
通过转录组测序,可以揭示基因的表达模式、调控机制以及与功能相关的基因。
转录组测序的主要步骤包括:RNA提取、RNA质量检测、文库构建、测序平台选择、测序数据分析等。
通过转录组测序,可以帮助我们了解基因的转录水平和表达模式的变化,并进一步加深对基因功能的理解。
转录组测序在生物医学研究、开发新药物和诊断疾病等方面具有重要的应用价值。
三、表观遗传学研究方法表观遗传学是研究外部环境因素对基因表达和遗传信息传递的影响的学科。
通过表观遗传学研究,可以深入了解基因组的调控机制以及与环境因素间的相互作用。
常见的表观遗传学研究方法包括:DNA甲基化测序、组蛋白修饰测序、染色质构象分析等。
这些方法可以帮助我们研究基因组的结构和调控方式,发现与表观遗传学相关的重要基因,以及其在疾病发生与发展中的作用。
植物基因组学研究及其意义

植物基因组学研究及其意义植物基因组学是生命科学的一个分支,它研究的是植物的基因组结构、功能、演化等方面的问题。
通过对植物基因组的研究,我们可以深入了解植物的生长发育机制、适应环境的能力以及种间关系等,为植物资源开发和利用提供了更加深入的基础。
一、植物基因组的特点任何一个生物的DNA都是被编码的,它包含的是生物生长、发育和自我复制所需的所有信息。
对于植物基因组来说,它也有着一些与人类高度相似的特点。
1. 植物基因组的大小多变。
植物基因组大小差异很大,研究表明,某些蕨类植物的基因组大小为27.55GB,而一些海藻的基因组大小只有0.063MB。
2. 相同的基因组对应不同的表型。
同样的基因组对应的表型不同,这个现象也很常见。
种植同一品种的作物,由于环境、气候等因素影响,表现出来的性状也会存在差异。
3. 基因数量较多。
各种植物的基因数量都比较多,高等植物的基因数量可达到25000个。
二、植物基因组研究的方法为了更好地了解植物基因组,科学家们采用了一系列的方法和工具进行研究。
1. 大规模基因测序。
作为研究基因组的主要手段之一,测序技术可以更准确地解读基因信息。
近年来,草履虫、拟南芥等模式植物的全基因组测序工作已经完成,这为基因组学的深入研究奠定了基础。
2. 基因芯片技术。
基因芯片技术是一种快速并且高通量的实验手段,可广泛应用于在表达谱和比较转录组中,以帮助识别植物基因的功能。
3. 生物信息学基础工具。
生物信息学软件和数据库是解决大量基因和基因组学数据的重要工具。
大量的软件和数据库被专门用于储存基因组序列数据及其功能注释,如GenBank, EMBL和GenPept等。
三、植物基因组学研究的意义植物基因组学为人们提供了一个质的飞跃的机会,可以更好地了解种植物的特点与生物进化,促进农业生产、食品工业、医学发现以及生态学探究的发展,其意义主要表现在以下几个方面。
1. 育种改良。
植物基因组学可以帮助科学家们深入了解作物的基因组结构和功能,为育种改良提供更强有力的支持。
基因组学研究方法分子生物学实验的基础技术

基因组学研究方法分子生物学实验的基础技术基因组学研究是分子生物学领域中的一个重要分支,它致力于研究生物体基因组的组成、结构、功能和调控等方面。
为了深入了解和揭示生物体基因组的奥秘,科学家们提出了一系列的实验方法和技术来开展基因组学研究。
本文将对基因组学研究方法中的一些基础技术进行介绍和解析。
一、DNA提取技术DNA提取是基因组学研究的第一步,也是最为基础的技术之一。
DNA提取的目的是获得样本中的DNA分子,并使其保持完整和纯净。
常用的DNA提取方法有酚-氯仿法、离心柱法以及磁珠法等。
在DNA提取过程中,关键的步骤包括细胞裂解、蛋白质沉淀和DNA分离等。
二、PCR技术PCR(聚合酶链式反应)是一种高度敏感、高效、简便的基因组学研究技术。
它可以通过扩增DNA分子,使之在数量上呈指数级增加。
PCR技术的基本原理是不断重复三个步骤:变性、退火和延伸。
PCR可以用于基因克隆、基因型分析、突变检测和DNA测序等多个研究领域。
三、基因测序技术基因测序是基因组学研究中最为核心和关键的技术之一。
它可以对DNA序列进行准确的测定,揭示生物体基因组的结构和功能。
目前常用的基因测序技术主要有Sanger测序和新一代测序技术。
新一代测序技术的发展使得基因组学研究进入了一个全新的时代,大大提高了基因测序的速度和精准度。
四、蛋白质组学技术蛋白质组学研究是基因组学研究的重要组成部分,它关注生物体中蛋白质的表达、结构、功能以及相互作用等方面。
蛋白质组学技术包括二维凝胶电泳、质谱分析、蛋白质互作研究等。
这些技术可以帮助科学家们了解蛋白质组的整体特征,并揭示蛋白质在生物体中的重要功能。
五、基因编辑技术基因编辑技术是现代基因组学研究中的一项重要技术,它可以对生物体基因组进行精确的编辑和改造。
常用的基因编辑技术包括CRISPR-Cas9系统、TALENs以及ZFNs等。
这些技术的发展使得基因组学研究具有更大的灵活性和可操作性。
通过DNA提取、PCR、基因测序、蛋白质组学技术以及基因编辑技术等基础技术的应用,基因组学研究取得了长足的进步。
组学技术在生物医药领域中的应用研究

组学技术在生物医药领域中的应用研究随着生物学和医学研究的发展,越来越多的学者开始关注不同基因、蛋白质和代谢产物的相互作用,这其中包括了组学学科。
组学研究是一种综合的研究方法,它将生物体中所有的生物分子,包括DNA、RNA、蛋白质等,视为一个整体来进行研究。
这种综合的研究方法被广泛应用于医学领域中,包括了疾病的预警、诊断、治疗以及基因编辑等方面。
在本文中,我们将介绍组学技术在生物医药领域中的应用研究。
基因组学基因组学是组学中一个重要的方向,它主要涉及了人类基因序列的分析和比较,以及基因功能的研究。
基因组学被广泛应用于疾病诊断和治疗上,例如对遗传性疾病的精准辨识以及基因疗法的开发等。
通过对基因组学的研究,我们可以更加深入地了解基因间的相互作用及其在疾病中的作用。
目前,很多公司和研究机构都在致力于开发基于基因组学的疗法,例如CRISPR-Cas9技术的应用。
转录组学转录组学主要研究人类转录组的特征,以及基因表达的调控机制。
转录组学的研究对于了解基因在生命过程中的调节机制和生物体对不同环境的应对机制有着重要的意义。
转录组学的研究可以帮助我们探索新的药物靶点,并在基因治疗和药物研发方面起到重要作用。
例如,转录组学研究已经被应用于一些抗癌药物的研发中。
在这方面,我们可以通过对某些疾病对应的基因差异进行转录组学的研究,以设计出更为有效的药物疗法。
蛋白质组学蛋白质组学是研究生物体中所有蛋白质的种类、含量、结构和功能等方面的综合性研究,被广泛应用于生物医药领域。
蛋白质是细胞中最为重要的分子组成部分之一,它们不仅在代谢、结构和运动等方面有着重要的作用,而且在多种疾病的治疗中也扮演着重要的角色。
目前,许多企业和研究机构都在研究蛋白质组学的应用,例如利用蛋白质组学的研究手段可以精确确定肿瘤标志物,这将有助于早期发现癌症和进行治疗。
代谢组学代谢组学是一个新兴的研究方向,它研究人体各个组织和器官的代谢产物选择及其在生物过程中的相互关系。
生命科学中的基因组学研究方法

生命科学中的基因组学研究方法生命科学中的基因组学研究方法是研究基因组的结构、组成和功能的一种科学方法。
随着技术的不断发展和进步,基因组学在生命科学领域中发挥着越来越重要的作用。
本文将为您介绍一些常见的基因组学研究方法。
1. DNA测序技术DNA测序技术是基因组学研究中最重要的方法之一。
它可以用来确定DNA分子序列,进而揭示基因组中的各种信息。
目前,DNA测序技术主要包括传统的链终止法、荧光测序技术和高通量测序技术(如Illumina测序技术)。
这些技术使得我们能够快速、准确地测序大量的DNA分子,从而帮助我们更好地理解基因组的组成和功能。
2. 基因组组装基因组组装是将测序得到的DNA片段按照基因组的顺序进行拼接,构建出完整的基因组序列。
基因组组装是一项复杂的任务,需要结合测序数据分析和计算方法。
目前,常见的基因组组装方法包括字典序列拼接、重叠图方法、凝胶电泳和光学图像分析等。
这些方法在不同的研究领域中发挥着重要的作用,如人类基因组计划中的基因组组装工作。
3. 基因组注释基因组注释是将基因组序列中的各种功能元件进行鉴定和注释的过程。
常见的基因组注释方法包括基因预测、重复序列鉴定、调控元件鉴定等。
基因预测是通过比对已知的基因序列和蛋白质序列来识别基因序列中编码蛋白质的区域。
重复序列鉴定可以帮助我们发现基因组中的重复序列,这些重复序列在基因组结构和功能中起着重要的作用。
调控元件鉴定可以帮助我们发现基因组中的转录因子结合位点、启动子和增强子等,这些功能元件对基因的调控和表达起着关键作用。
4. 基因表达分析基因表达分析是研究基因组中基因的表达模式和调控网络的过程。
常见的基因表达分析方法包括微阵列技术和RNA测序技术。
微阵列技术利用DNA探针和荧光标记,可以同时检测上千个基因的表达水平。
RNA测序技术则是通过测序RNA分子,可以全面地了解基因组中基因的表达情况,包括转录本的组成、剪接异构体的存在和非编码RNA的表达等。
基因组学研究的实验方法和意义

基因组学研究的实验方法和意义基因组学研究是指研究生物个体的全部基因组的科学领域。
基因组学研究的实验方法包括DNA提取、基因组测序和基因组比较等,这些方法的发展和应用有着重要的意义。
首先,DNA提取是基因组学研究的基础。
DNA提取是从生物样本中分离出DNA分子来。
常用的DNA提取方法包括酚/氯仿法、热震法和商业化提取试剂盒等。
通过DNA提取,我们可以获得生物样本中的基因组DNA,并进行后续的测序和分析。
其次,基因组测序是基因组学研究的重要手段。
基因组测序是将整个基因组的DNA序列读出来的过程。
目前常用的基因组测序技术包括Sanger测序和高通量测序(Next-Generation Sequencing,NGS)。
与传统的Sanger测序相比,NGS技术具有高通量、高效率、低成本等优点。
通过基因组测序,我们可以了解生物个体基因组的组成和序列。
第三,基因组比较是基因组学研究的重要分析方法。
基因组比较是将不同生物个体或种类的基因组进行比较分析的过程。
通过基因组比较,我们可以了解基因组的演化和变异机制,并找出不同个体或种类之间的差异。
基因组比较还可以帮助我们发现对特定性状有影响的基因以及研究复杂疾病的遗传基础。
基因组学研究的意义在于促进生命科学的发展和人类健康的提升。
首先,基因组学研究有助于增加我们对生命的理解。
通过对基因组的测序和比较,我们可以揭示生物个体之间的遗传差异,从而了解特定基因与性状或疾病之间的关系。
这有助于我们对生命的起源、演化和功能有更深刻的认识。
其次,基因组学研究有助于推动医学的进步。
通过基因组测序和比较,我们可以研究复杂疾病的遗传基础,发现新的致病基因和药物靶点,为疾病的早期诊断和治疗提供依据。
基因组学研究也有助于个体化医学的发展,即根据个体的基因组信息进行精准的预防、治疗和康复。
此外,基因组学研究对农业和环境保护也有重要意义。
通过对植物、动物和微生物等生物基因组的研究,我们可以改良农作物的品质和产量,提高抗病虫害能力,促进农业的可持续发展。
基因组学的研究意义

基因组学的研究意义
基因组学是一个复杂的学科,它主要研究的是生物体的基因组结构与
功能,以及基因之间的关系。
研究基因组学的意义在于:
1.帮助我们更好地了解生物多样性、其特殊性质和发育过程:很多重
要的特性和性状很可能由基因组的差异决定,研究基因组学可以为我们完
善生物多样性的理解提供线索。
2.改进生物繁殖:通过基因组学研究,可以记录下各个物种的基因组
差异,挖掘有利于生物繁殖的遗传基因,从而改良物种和改善其物种性状。
3.为疾病治疗提供理论指导:很多疾病都与基因组结构有关,研究基
因组学可以找出疾病的遗传原因,为疾病的治疗提供理论指导。
4.为环境污染的预防和治理提供保障:基因组学研究可以识别环境污
染对物种的基因组影响,从而针对不同的环境影响情况制定预防和治理措施,保护物种的多样性。
微生物学中的基因组学研究

微生物学中的基因组学研究随着生物技术的发展,微生物学中的基因组学研究得到了越来越广泛的关注。
基因组学是指对生物体内所有基因组DNA序列的总和进行研究和分析的科学。
微生物学中的基因组学研究则特指对微生物的基因组DNA序列进行研究和分析。
近年来,微生物学中的基因组学研究已成为微生物学领域的前沿研究方向之一,对人类健康、环境保护等领域都有着重要的意义。
一、微生物学中的基因组学研究的意义微生物是指在肉眼下无法看见的一类微小生物,包括细菌、真菌、病毒等。
微生物虽然体积小,但是在自然界中具有重要的地位。
微生物可以参与很多物质转换过程,例如分解有机物、氮循环等,同时也可以造成许多人和动物的疾病。
微生物学中的基因组学研究涉及到微生物的遗传信息,对了解细菌、病毒等微生物的基因组结构和功能有着重要的意义,比如说:1、了解病原体的基因组结构和功能,加深对疾病的认识和研究:微生物学中的基因组学研究可以揭示病原体的基因组结构和功能,帮助人们深入认识病原体的生物学特性,进而为疾病的防治提供有效的科学依据。
2、研究海洋微生物基因组结构和功能,探索新的生物资源:海洋中的微生物种类繁多,而大部分的海洋微生物都还未得到深入的研究。
微生物学中的基因组学研究可以揭示海洋微生物的基因组结构和功能,帮助人们探索新的生物资源。
3、研究微生物代谢通路和生物合成途径,开发新的生物制品:微生物代谢通路和生物合成途径是微生物生存过程中的重要调控机制。
通过微生物学中的基因组学研究,可以深入研究这些调控机制的分子机理,从而开发新的生物制品。
4、研究微生物群落结构和功能,探索生物多样性和生态系统稳定性:微生物群落具有很高的多样性性质,其中的每一个微生物都有其独特的功能和作用。
微生物学中的基因组学研究可以揭示微生物群落的基因组结构和功能,探究微生物在生态系统中的作用,为维护生态系统稳定性提供科学指导。
二、微生物学中的基因组学研究方法微生物学中的基因组学研究方法主要包括以下几个方面:1、基因组测序:基因组测序是微生物学中最基础的基因组学研究方法之一。
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组学研究结构基因组学是继人类基因组之后又一个国际性大科学热点,主要目的是试图在生物体的整体水平上(如全基因组、全细胞或完整的生物体)测定出(以实验为主、包括理论预测)全部蛋白质蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸、蛋白质-多糖、蛋白质-蛋白质-核酸-多糖、蛋白质与其他生物分子复合体的精细三维结构,以获得一幅完整的、能够在细胞中定位以及在各种生物学代谢途径、生理途径、信号传导途径中全部蛋白质在原子水平的三维结构全息图。
在此基础上,使人们有可能在基因组学、蛋白质组学、分子细胞生物学以致生物体整体水平上理解生命的原理。
对疾病机理的阐明、对疾病的防治有重要应用意义。
随着测序的完成,功能基因组学研究成为研究的主流,它从基因组信息与外界环境相互作用的高度,阐明基因组的功能。
功能基因组学的研究内容:人类基因组DNA 序列变异性研究、基因组表达调控的研究、模式生物体的研究和生物信息学的研究等。
(1)基因组表达及调控的研究。
在全细胞的水平,识别所有基因组表达产物mRNA和蛋白质,以及两者的相互作用,阐明基因组表达在发育过程和不同环境压力下的时、空的整体调控网络。
(2)人类基因信息的识别和鉴定。
要提取基因组功能信息,识别和鉴定基因序列是必不可少的基础工作。
基因识别需采用生物信息学、计算生物学技术和生物学实验手段,并将理论方法和实验结合起来。
基于理论的方法主要从已经掌握的大量核酸序列数据入手,发展序列比较、基因组比较及基因预测理论方法。
识别基因的生物学手段主要基于以下的原理和思路:根据可表达序列标签(STS);对染色体特异性cosmid进行直接的cDNA选择;根据CpG岛;差异显示及相关原理;外显子捕获及相关原理;基因芯片技术;基因组扫描;突变检测体系,等等。
(3)基因功能信息的提取和鉴定。
包括:人类基因突变体的系统鉴定;基因表达谱的绘制;“基因改变-功能改变”的鉴定;蛋白质水平、修饰状态和相互作用的检测。
(4)在测序和基因多样性分析。
人类基因组计划得到的基因组序列虽然具有代表性,但是每个人的基因组并非完全一样,基因组序列存在着差异。
基因组的差异反映在表型上就形成个体的差异,如黑人与白人的差异,高个与矮个的差异,健康人与遗传病人的差异,等等。
出现最多基因多态性就是单核苷酸多态性(SNPs)。
(5)比较基因组学。
将人类基因组与模式生物基因组进行比较,这一方面有助于根据同源性方法分析人类基因的功能,另一方面有助于发现人类和其他生物的本质差异,探索遗传语言的奥秘。
代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科,是系统生物学的重要组成部分。
之后得到迅速发展并渗透到多项领域,比如疾病诊断、医药研制开发、营养食品科学、毒理学、环境学,植物学等与人类健康护理密切相关的领域。
基因组学和蛋白质组学分别从基因和蛋白质层面探寻生命的活动,而实际上细胞内许多生命活动是发生在代谢物层面的,如细胞信号释放(cell signaling),能量传递,细胞间通信等都是受代谢物调控的。
代谢组学正是研究代谢组(metabolome)——在某一时刻细胞内所有代谢物的集合——的一门学科。
基因与蛋白质的表达紧密相连,而代谢物则更多地反映了细胞所处的环境,这又与细胞的营养状态,药物和环境污染物的作用,以及其它外界因素的影响密切相关。
代谢组学的研究方法与蛋白质组学的方法类似,通常有两种方法。
一种方法称作代谢物指纹分析(metabolomic fingerprinting),采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)的方法,比较不同血样中各自的代谢产物以确定其中所有的代谢产物。
从本质上来说,代谢指纹分析涉及比较不同个体中代谢产物的质谱峰,最终了解不同化合物的结构,建立一套完备的识别这些不同化合物特征的分析方法。
另一种方法是代谢轮廓分析(metabolomic profiling),研究人员假定了一条特定的代谢途径,并对此进行更深入的研究。
蛋白质组(Proteome)一词,源于蛋白质(protein)与基因组(genome)两个词的组合,意指"一种基因组所表达的全套蛋白质",即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。
蛋白质组学本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征,包括蛋白质的表达水平,翻译后的修饰,蛋白与蛋白相互作用等,由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生,细胞代谢等过程的整体而全面的认识,这个概念最早是由Marc Wilkins 在1994年提出的。
研究技术可以说,蛋白质组学的发展既是技术所推动的也是受技术限制的。
蛋白质组学研究成功与否,很大程度上取决于其技术方法水平的高低。
蛋白质研究技术远比基因技术复杂和困难。
不仅氨基酸残基种类远多于核苷酸残基(20/ 4), 而且蛋白质有着复杂的翻译后修饰,如磷酸化和糖基化等,给分离和分析蛋白质带来很多困难。
此外,通过表达载体进行蛋白质的体外扩增和纯化也并非易事,从而难以制备大量的蛋白质。
蛋白质组学的兴起对技术有了新的需求和挑战。
蛋白质组的研究实质上是在细胞水平上对蛋白质进行大规模的平行分离和分析,往往要同时处理成千上万种蛋白质。
因此,发展高通量、高灵敏度、高准确性的研究技术平台是现在乃至相当一段时间内蛋白质组学研究中的主要任务。
当前在国际蛋白质组研究技术平台的技术基础和发展趋势有以下几个方面:折叠样品制备通常可采用细胞或组织中的全蛋白质组分进行蛋白质组分析。
也可以进行样品预分级,即采用各种方法将细胞或组织中的全体蛋白质分成几部分,分别进行蛋白质组研究。
样品预分级的主要方法包括根据蛋白质溶解性和蛋白质在细胞中不同的细胞器定位进行分级,如专门分离出细胞核、线粒体或高尔基体等细胞器的蛋白质成分。
样品预分级不仅可以提高低丰度蛋白质的上样量和检测,还可以针对某一细胞器的蛋白质组进行研究。
对临床组织样本进行研究,寻找疾病标记,是蛋白质组研究的重要方向之一。
但临床样本都是各种细胞或组织混杂,而且状态不一。
如肿瘤组织中,发生癌变的往往是上皮类细胞,而这类细胞在肿瘤中总是与血管、基质细胞等混杂。
所以,常规采用的癌和癌旁组织或肿瘤与正常组织进行差异比较,实际上是多种细胞甚至组织蛋白质组混合物的比较。
而蛋白质组研究需要的通常是单一的细胞类型。
最近在组织水平上的蛋白质组样品制备方面也有新的进展,如采用激光捕获微解剖(Laser Capture Microdissection, LCM) 方法分离癌变上皮类细胞。
折叠样品分离和分析利用蛋白质的等电点和分子量通过双向凝胶电泳的方法将各种蛋白质区分开来是一种很有效的手段。
它在蛋白质组分离技术中起到了关键作用。
如何提高双向凝胶电泳的分离容量、灵敏度和分辨率以及对蛋白质差异表达的准确检测是目前双向凝胶电泳技术发展的关键问题。
国外的主要趋势有第一维电泳采用窄pH梯度胶分离以及开发与双向凝胶电泳相结合的高灵敏度蛋白质染色技术,如新型的荧光染色技术。
质谱技术是目前蛋白质组研究中发展最快,也最具活力和潜力的技术。
它通过测定蛋白质的质量来判别蛋白质的种类。
当前蛋白质组研究的核心技术就是双向凝胶电泳-质谱技术,即通过双向凝胶电泳将蛋白质分离,然后利用质谱对蛋白质逐一进行鉴定。
对于蛋白质鉴定而言,高通量、高灵敏度和高精度是三个关键指标。
一般的质谱技术难以将三者合一,而最近发展的质谱技术可以同时达到以上三个要求,从而实现对蛋白质准确和大规模的鉴定。
折叠蛋白质组研究的新技术做过双向凝胶电泳的人一定会抱怨它的繁琐、不稳定和低灵敏度等缺点。
发展可替代或补充双向凝胶电泳的新方法已成为蛋白质组研究技术最主要的目标。
目前,二维色谱(2D-LC)、二维毛细管电泳(2D-CE)、液相色谱-毛细管电泳(LC-CE) 等新型分离技术都有补充和取代双向凝胶电泳之势。
另一种策略则是以质谱技术为核心,开发质谱鸟枪法(Shot-gun)、毛细管电泳-质谱联用(CE-MS)等新策略直接鉴定全蛋白质组混合酶解产物。
随着对大规模蛋白质相互作用研究的重视,发展高通量和高精度的蛋白质相互作用检测技术也被科学家所关注。
此外,蛋白质芯片的发展也十分迅速,并已经在临床诊断中得到应用。
蛋白质组数据库是蛋白质组研究水平的标志和基础。
瑞士的SWISS-PROT拥有目前世界上最大,种类最多的蛋白质组数据库。
丹麦、英国、美国等也都建立了各具特色的蛋白质组数据库。
生物信息学的发展已给蛋白质组研究提供了更方便有效的计算机分析软件;特别值得注意的是蛋白质质谱鉴定软件和算法发展迅速,如SWISS-PROT、Rockefeller大学、UCSF等都有自主的搜索软件和数据管理系统。
最近发展的质谱数据直接搜寻基因组数据库使得质谱数据可直接进行基因注释、判断复杂的拼接方式。
随着基因组学的迅速推进,会给蛋白质组研究提供更多更全的数据库。
另外,对肽序列标记的从头测序软件也十分引人注目。
转录组学转录组学(transcriptomics),是一门在整体水平上研究细胞中基因转录的情况及转录调控规律的学科。
简而言之,转录组学是从RNA水平研究基因表达的情况。
转录组即一个活细胞所能转录出来的所有RNA的总和,是研究细胞表型和功能的一个重要手段。
以DNA为模板合成RNA的转录过程是基因表达的第一步,也是基因表达调控的关键环节。
所谓基因表达,是指基因携带的遗传信息转变为可辨别的表型的整个过程。
与基因组不同的是,转录组的定义中包含了时间和空间的限定。
同一细胞在不同的生长时期及生长环境下,其基因表达情况是不完全相同的。
通过测序技术揭示造成差异的情况,已是目前最常用的手段。
人类基因组包含有30亿个碱基对,其中大约只有5万个基因转录成mRNA分子,转录后的mRNA能被翻译生成蛋白质的也只占整个转录组的40%左右。
通常,同一种组织表达几乎相同的一套基因以区别于其他组织,如:脑组织或心肌组织等分别只表达全部基因中不同的30%而显示出组织的特异性。
转录组谱可以提供什么条件下什么基因表达的信息,并据此推断相应未知基因的功能,揭示特定调节基因的作用机制。
通过这种基于基因表达谱的分子标签,不仅可以辨别细胞的表型归属,还可以用于疾病的诊断。
例如:阿尔茨海默病(Alzhe imer′s diseases, AD)中,出现神经原纤维缠结的大脑神经细胞基因表达谱就有别于正常神经元,当病理形态学尚未出现纤维缠结时,这种表达谱的差异即可以作为分子标志直接对该病进行诊断。
同样对那些临床表现不明显或者缺乏诊断金标准的疾病也具有诊断意义,如自闭症。
目前对自闭症的诊断要靠长达十多个小时的临床评估才能做出判断。
基础研究证实自闭症不是由单一基因引起,而很可能是由一组不稳定的基因造成的一种多基因病变,通过比对正常人群和患者的转录组差异,筛选出与疾病相关的具有诊断意义的特异性表达差异,一旦这种特异的差异表达谱被建立,就可以用于自闭症的诊断,以便能更早地,甚至可以在出现自闭症临床表现之前就对疾病进行诊断,并及早开始干预治疗。