基因組學、蛋白質組學.-ppt課件

1、基因組學、蛋白質組學與神經(jīng)再生研究,NRR編輯：付霞,1,概念,基因組（Genome）一般的定義是單倍體細胞中的全套染色體為一個基因組，或是單倍體細胞中的全部基因為一個基因組。 基因組測序的結果發(fā)現(xiàn)基因編碼序列只占整個基因組序列的很小一部分。因此，基因組應該指單倍體細胞中包括編碼序列和非編碼序列在內的全部DNA分子。 核基因組是單倍體細胞核內的全部 DNA分子；線粒體基因組則是一個線粒體所包含的全部DNA分子；葉綠體基因組則是一個葉綠體所包含的全部DNA分子。,2,基因組學（Genomics） 1986年美國科學家Thomas Roderick提出了基因組學，指對所有基因進行基因組作圖（包括遺

2、傳圖譜、物理圖譜、轉錄本圖譜），核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一門科學。,3,基因組研究包括兩方面的內容：,結構基因組學（structural genomics）以全基因組測序為目標，代表基因組分析的早期階段，以建立生物體高分辨率遺傳、物理和轉錄圖譜為主。 功能基因組學（functional genomics）以基因功能鑒定為目標，又被稱為后基因組（postgenome）研究，代表基因分析的新階段，是利用結構基因組學提供的信息研究基因功能，它以高通量、大規(guī)模實驗方法及統(tǒng)計計算機分析為特征。,4,蛋白質組（Proteome）指由一個基因組或一個細胞、組織表達的所有蛋白質。 蛋白質組的概

3、念與基因組的概念有許多差別，它隨著組織、甚至環(huán)境狀態(tài)的不同而改變。 在轉錄時，一個基因可以多種mRNA形式剪接，并且，同一蛋白可能以許多形式進行翻譯后的修飾。故一個蛋白質組不是一個基因組的直接產物，蛋白質組中蛋白質的數(shù)目有時可以超過基因組的數(shù)目。,5,蛋白質組學（proteomics）就是指研究蛋白質組的技術及這些研究得到的結果。,6,蛋白組學按研究對象可分為 ：,全蛋白組學 (profilingproteomics)：一個生物體所表達的全部蛋白質，數(shù)量太大，難以操作。 差異蛋白組學 (differentiation proteomics)：通過比較生理或病理狀態(tài)、用藥及不用藥狀態(tài)的差異表達蛋

4、白質，用以研究疾病、確定藥物靶點和篩選藥物，是目前研究的主要途徑，也是蛋白質組在應用上最具前景的方面。,7,基因組學研究技術：,基因表達研究，包括傳統(tǒng)的RT-PCR，Rnase保護試驗，RNA印跡雜交。但是其不足是一次只能做一個，新的高通量表達分析方法包括微點陣、基因表達序列分析、DNA芯片等。 基因產物-蛋白質功能研究，包括利用DNA 重組技術，以及蛋白質組研究。 蛋白質與蛋白質相互作用的研究，利用酵母雙雜交系統(tǒng)，單雜交系統(tǒng)、三雜交系統(tǒng)以及反向雜交系統(tǒng)。,8,蛋白質組學的研究內容包括：,蛋白質鑒定。 翻譯后修飾。 蛋白質功能確定。,9,蛋白質組研究的核心用于分離的二維電泳技術：,二維電泳：利

5、用蛋白質的等電點和分子量通過二維凝膠電泳的方法將各種蛋白質區(qū)分開來，是一種能同時分離與展示數(shù)千種蛋白質的技術。,10,蛋白質組技術的支柱鑒定技術：,質譜技術：是目前蛋白質組研究中最具活力和潛力的技術。它通過測定蛋白質的質量來判別蛋白質的種類。 圖象分析技術(Image analysis)。 微量測序(microsequencing)。 氨基酸組分分析。,11,新一代蛋白研究工具蛋白質芯片：,蛋白質芯片 ：蛋白質芯片是一種高通量的蛋白功能分析技術，可用于蛋白質表達譜分析，研究蛋白質與蛋白質的相互作用，甚至DNA蛋白質、RNA蛋白質的相互作用，篩選藥物作用的蛋白靶點等。,12,基因組學、蛋白質組學

6、與神經(jīng)再生,研究神經(jīng)系統(tǒng)在不同發(fā)育期、不同生理條件下及不同細胞類型的基因和蛋白質表達的特點。 研究神經(jīng)系統(tǒng)損傷后基因和蛋白質表達的變化。 研究神經(jīng)再生修復過程中基因和蛋白質表達的變化。,13,維甲酸致神經(jīng)管發(fā)育缺陷中基因表達變化的cDNA芯片分析,龍曉東等。 應用cDNA芯片技術，篩選出7個差異表達基因在兩組RA誘導的NTD中均呈現(xiàn)相似變化，其中NeK7、IGFBP5、ZW10、Csf3r、PSMC6、Rb1表達下調而apoa-4表達上調。,14,基因組學技術初步分析甲基汞神經(jīng)毒性功能基因,程金平等。衛(wèi)生研究 利用基因芯片篩選甲基汞暴露大鼠差異表達基因。發(fā)生顯著性改變的功能基因主要涉及到：免疫

7、應答及解毒作用；遺傳信息傳遞與表達；細胞信號傳導；神經(jīng)傳導；細胞增殖與分化；細胞凋亡；其它未知功能等7組。在暴露組樣本中，腦中有關細胞信號傳導和神經(jīng)傳導功能基因發(fā)生了特別顯著的差異表達。,15,腦損傷后大鼠海馬差異蛋白質組學分析,張夔鳴等。中華創(chuàng)傷雜志 通過差異熒光二維凝膠電泳分離蛋白，經(jīng)質譜分析鑒定出腦損傷后大鼠海馬組織差異表達的蛋白質包括：細胞骨架蛋白、介導能量代謝的酶類、參與核酸合成及氧化應激反應的蛋白質、神經(jīng)突觸功能蛋白、細胞內信號傳遞蛋白及未知蛋白。,16,正常與腦缺血大鼠腦皮質線粒體的比較蛋白質組學研究,楊涌濤等。第三軍醫(yī)大學學報 應用二維電泳分離蛋白，用液質聯(lián)用技術進行序列分析，鑒定出正常與腦缺血大鼠皮質線粒體差異表達蛋白主要為TUC-4b、肌酸激酶同工酶、HS1結合蛋白、線粒