病原基因組學(xué)microbial genomics染色體為的載體DNA遺傳物質(zhì)證明肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗

組組為遺傳的載體（DNA為遺傳物質(zhì)證明-鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗-有夾膜的鏈球菌和無夾膜的混合后無夾膜無毒的鏈球菌變成有夾膜的-高溫下蛋白變性）ATCG排列順序-來區(qū)分生物之間的區(qū)別-組出現(xiàn)的目Sanger發(fā)明一代-末端終止法，酶法（DNA合成，3端-OH變成脫氧形式，終止DNA的合成，電泳跑膠加放射性核素檢測）-最早噬菌體，第一個完成的能獨(dú)立生活的是流感桿菌，我國首次測定的病原組-鉤端螺旋體過程DNA-打斷DNA20-30的DNA2-10kb片段庫(用ATGC標(biāo)記的脫氧核糖來分別加入2-10kb質(zhì)粒跑膠后看大小)3730，金標(biāo)準(zhǔn)900bp（，2-10kb900bp二代測試-高通量技Illuminea（橋式PCR,到上，熒光標(biāo)記發(fā)光-高通量的全組Iontorrent(化學(xué)反應(yīng)PH值的改變-因組的，用時短)兩個平臺現(xiàn)在多用三代-讀長更長幾個kb，用時短高通量，便宜-但是準(zhǔn)確度單分子技術(shù)（納米孔技術(shù)）-納米分子攜帶有核苷酸剪切酶只能容納一個微生物極其NA序列的學(xué)科概念：組研究應(yīng)該包括兩方面的內(nèi)容：以全組為目標(biāo)的結(jié)構(gòu)組genomics又被稱為后組（postgenome）研究微生物的組成：，外的遺傳物質(zhì)（噬菌體，質(zhì)粒微生物組的特點(diǎn)（形態(tài)大小環(huán)狀DNA分子，容易變異原因外的遺傳物最小的來自于支原體0.58-1.2MbThehumangenomeisthoughttocontain~30,000-40,000genes）抽提DNA因盡量保證大片段在100kb以上，容易斷裂細(xì)菌組目病原菌組完成圖的價鑒定毒力為重提供Gapclosing-與contigs，序列覆蓋率——GapClosing——Gapclosing-與contigsGapclosingContigGapContigGapclosingcontigPCR利用Reference確定contig利用蛋白序列確定contigPair-endsequencingScaffold,確定contigPCR確定contig（prophageISelement預(yù)測：子（編碼區(qū)無內(nèi)含子，連續(xù)，多順反子功能預(yù)測：最有效方法-利用同源物種的進(jìn)行比對，可為真核生物預(yù)測出的，假陽性較高處理常用軟件：genemark；glimmer；Z-CURVErRNA和tRNA組的核糖體rNA：組的核糖體rNA：和 功能注釋所用方法：把的蛋白序列與nr等蛋白數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，取最佳匹配并有明確意義同源的標(biāo)準(zhǔn)：沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但至少Evalue<1e-如標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格：兩蛋白序列長度相當(dāng)；Alignmentlength75ofsmallerCDD：管家數(shù)據(jù)庫---都可以在NCBI中找含量細(xì)菌的雙向，使得起始點(diǎn)和終止點(diǎn)相對前導(dǎo)鏈上G的含量>C，所以可利用G-C/G+C來計算GCskew--起始點(diǎn)和終點(diǎn)定位前導(dǎo)鏈含有較多的G（A，而后隨鏈含有較多的C（T）bias：子偏codon高度表達(dá):白體蛋白，與翻譯和轉(zhuǎn)錄有關(guān)的因子，分子伴侶和與主要的能量代謝相關(guān)的通常都有子偏好(白體蛋白子的第三位多為G快速生長的細(xì)菌（大腸桿菌、霍亂弧菌、枯草芽孢桿菌和流感桿菌）主要的糖酵解和三為高度表達(dá)，水平轉(zhuǎn)移和組島La lGeneTransferandGeneIsland：外源轉(zhuǎn)移一般在GC含量、子使用等方面與宿主組有差別，所以通過對組不同區(qū)域GC含量，codonusage等的計算就可以鑒定出可能的外源，即組島。易被平行轉(zhuǎn)移：氨酰-Trna合成酶，剪切因子，重組酶，DNA聚合酶 Prophage的預(yù)測可以通過Phage_Finder來進(jìn)行，它是利用已知的prophage結(jié)合blast和hmmsearch等程序來鑒定組中可能的prophage區(qū)域由于常與tRNA，所以一般也要結(jié)合ISelement插入序列：IS1是組中可移動的遺傳因子中的成員之一，它可以整合通常這個就會失活。這種精確的作用取決于IS有關(guān)的狀況。例如IS2因子以同一方向插入到中，則會減少的表達(dá)，但以相反方向整合，則會增加表達(dá)。相比這下IS1因子不論以什么方向插入都會降低對于其在組中的定位，一般可通過與已知ISelement序列的比對來確定對于新的ISelement的判斷則需要在預(yù)測中根據(jù)蛋白序列判斷出transposase轉(zhuǎn)座酶，然后再向transposase的兩側(cè)尋找ISelement的特征序列ISfinder：ProteinSubcellularLocalization：微生物的蛋白定位包括分泌蛋白、跨膜：：，ISelement蛋白大小，前導(dǎo)鏈，后隨鏈，34圈為tRNA,Rrna------存在細(xì)菌有多條分析過程：GC含量---COG分類（功能分類）---代謝途徑---毒力分析---島（耐藥，毒力等獲得：GC含量異常看出）---抗藥性組在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用病原組圈圖繪CGView：Artemis：二、比較組 ，部位改變----軟件（mummer蛋白水平共線性分析SNPsandIndel（OrthologandParalog----同源和同源蛋白Pan-genomeandcore-genome分析---和共有傳統(tǒng)上研究者都是使用16s核糖體RNA來構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹;但菌種間進(jìn)化距離比較近時，就無法用16s區(qū)分。利用組數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，確定組水平上的變異數(shù)目，則更能反應(yīng)進(jìn)目前有很多工具可用來對組數(shù)據(jù)重建系統(tǒng)發(fā)育樹，像ComPhy，OGtree，GO4genome，Phylogeny.fr等單核苷酸多態(tài)性(singlenucleotidepolymorphism,SNP)主要是指在組水平上由單個核苷 ，一般執(zhí)行同樣的功能； 導(dǎo)致一個的或進(jìn)化出不同的功能。（TrascriptoemRNARNA（rRNA,tRNA,snoRNA,snRNA,microRNA和其他非編碼RNA等）mRNArRNA90原核mrna是無5‘帽子和3’尾巴，為多順反 ，，注釋校正：readscoverage表達(dá)：RPKM子鑒定：TSS,readscoverage，，轉(zhuǎn)錄組的用途：反映的是特定條件下活躍表達(dá)的，幫助理解參與的生物進(jìn)程，更有時間空間性，可據(jù)此幫助闡明未知的功能，反應(yīng)出調(diào)控的結(jié)果轉(zhuǎn)錄組研究方法：1.基于雜交技術(shù)：如cDNA和寡聚核苷酸Tilingarrays：如瓦片一樣覆蓋組的探針序列,通常按著一定的間針,相鄰探針中心位置之間的距離,即定義為探針的步長(step或為RNA-Seq。RNA-據(jù)，不依賴與genomo的結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)新蛋白）不能定向：無法準(zhǔn)確判斷sRNA和RNA16s28sRNAmiRNARNArnaAmrnarRNArRNA5‘端只有一個磷酸基團(tuán)的酶）富集mRNA(mRNA的3‘端加多聚A尾后拉下來)RNAco-IP宏組大量病原組的分析（研究中的正常菌群，真菌，古細(xì)菌，---四個對象，細(xì)菌---與環(huán)境微生物組之間存在活躍的、復(fù)雜的遺傳物質(zhì)交換關(guān)系，組內(nèi)存在快速的、復(fù)雜的目前所能得到是大量DNA片段1014300100分析全組的分析，將片段重組回所有細(xì)菌度較生命的蛋白學(xué)說核酸學(xué)說四膜蟲含有酶活性----與三種非細(xì)胞生命形式：，類，prions（阮）內(nèi)共生假說（16srRNA---只能從母系獲得于非洲）微進(jìn)化：種群間短時間內(nèi)的突變（作用因素：突變，選擇，流（水平轉(zhuǎn)移，遺傳 倍刪除單個或成群加單條或部分加倍（三體(trisomy)，某多出1個成員，致病性細(xì)菌上存在一個分子量較大的、與毒力相關(guān)的特殊DNA片段分子量較大的的DNA片段往往位于細(xì)菌的tRNA位點(diǎn)內(nèi)或附近，或者位于與噬菌體整合有關(guān)的位DNA的G＋C和使用與其它部分有明顯差異可移動的遺傳成分和不穩(wěn)定的DNASNP 組進(jìn)化分析應(yīng)用（katG菌出現(xiàn)katG突變或者丟失—結(jié)核中各種藥物耐藥的機(jī)制中rpob突變抑制其對轉(zhuǎn)錄的抑制作用伴有rpoa/rpoc的補(bǔ)償性突變----細(xì)菌抗藥性的進(jìn)化（高濃度的抗生素導(dǎo)致的細(xì)菌短時間內(nèi)

生物信息學(xué)：生物學(xué)，醫(yī)學(xué)，數(shù)學(xué)，統(tǒng)計學(xué)，物理，化學(xué)，計算機(jī)學(xué)等組成（15月更新一生物學(xué)研究方向：單核苷酸多態(tài)性，表達(dá)譜，質(zhì)譜，蛋白間的相互作用生物信息學(xué)研究的主要信息載體：DNA分子，蛋白質(zhì)分子組序列裝配?識別?功能預(yù)報?多態(tài)性分析?進(jìn)化?mRNA結(jié)構(gòu)預(yù)測?設(shè)計?數(shù)據(jù)分析?疾病相關(guān)分析蛋白質(zhì)序列分析?蛋白質(zhì)分類?蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測?蛋白質(zhì)折疊研究?代謝途徑分轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制?蛋白質(zhì)設(shè)計?蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)分析?藥物設(shè)國際知名生物信息中心：NCBI() EBI()SwissProt()，goals（GenBank 庫sequencetagged序列位點(diǎn)數(shù)據(jù) sequences，組測酵母組中編的蛋白大腸桿菌組中編碼的蛋白脊椎動物線粒體的全基搜集了靈長類動物的一個組，一個細(xì)胞或組織，一種生物在一定時間，一定條件下所表達(dá)的全部蛋白組成，遠(yuǎn)比組復(fù)雜。（3）與組相比，蛋白質(zhì)組具有以下特點(diǎn)：多樣性，無限性，動態(tài)性，相互作用，時空蛋白質(zhì)組研究技術(shù)1，圖象分析技術(shù)：圖象；斑點(diǎn)檢測；背景消減；蛋白質(zhì)在圖譜上的定位；蛋白質(zhì)的計一種分析儀器 （5HPLC／MS，GC／MS蛋白質(zhì)法SILAC穩(wěn)定同位素標(biāo)記技術(shù)；ICAT全景式蛋白差異表達(dá)定量分析技術(shù)（半胱代謝的經(jīng)典方法；差異凝膠法（兩種不同的同位素）蛋白質(zhì)的意：食源原微生物相關(guān)蛋白的鑒行代謝組學(xué)研究時,樣品的預(yù)處理和檢測技術(shù)必須滿足對所有光散射等分離分析及其組合都出現(xiàn)在代謝組學(xué)的研究中。其中,色譜以其高分離度、高通量,質(zhì)譜以其普適性、高靈敏度和特異性,核磁技術(shù)特別是H12NMR以其對含氫代謝產(chǎn)物的普適性而成為最主要的分析工具;由于液2質(zhì)聯(lián)用(LC/MSDNA組所有的表達(dá)可以通過對mRNA文庫的分析來檢測。蛋白質(zhì)組分析（或蛋白質(zhì)組學(xué)）用2D一步使用質(zhì)譜來分析。DNA－蛋白相互作用利用DNA研究蛋白質(zhì)和組DNA的相互作用。代謝組分析典型方法是GC-MSLC-MS。整合：1，系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素（、mRNA、蛋白質(zhì)、生物小分子等等）的整合學(xué)科的整合（“干”-“濕”整合）DNA—mRNA--蛋白質(zhì)--蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)--細(xì)胞--組織/器官--：系統(tǒng)生物學(xué)是一門實驗科學(xué)：，系統(tǒng)地、定向地、高通量的進(jìn)行 正常菌群（Normal：：微生物群的組成：1014個微生物細(xì)胞，1000多種細(xì)菌，3百多萬個微生物，是人細(xì)胞組的100余倍。 ；吸道（上呼吸道微生物較多）生殖道，皮膚---口腔，結(jié)腸，主擬桿菌門約10%-48%屬的嚴(yán)格厭氧菌發(fā)酵碳水化合物、：放線菌門陽性的嚴(yán)格厭氧菌，其中的雙歧桿菌屬在腸道內(nèi)：、正常健康婦道內(nèi)的微生態(tài)菌群包括陽性需氧菌需氧菌、厭氧菌、支原體及假絲酵母等，活菌數(shù)為102-9ml，厭氧菌與需氧菌的比例為5：1。其中，乳桿菌為優(yōu)勢、乳桿菌的分離率隨的增長而減少，而pH隨之升高。白色念珠菌隨增長，分離率減少。B族鏈球菌、金黃色葡萄球菌隨而增加。宏組(thegenomesofthetotalmicrobiotafoundinnature)是指生境中全部微生物宏組學(xué)(metagenomics)是一種以環(huán)境樣品中的微生物群體組為研究對象，以功能組之間存在活躍的、復(fù)雜的遺傳物質(zhì)交換關(guān)系，組內(nèi)存在快速的、復(fù)雜的目前所能得到是大量DNA片不基于培養(yǎng)的方法（DNA圖譜分析，克隆文庫分析基于16s種特異性---看細(xì)菌種類，分子雜交）DNA態(tài)性分析技術(shù)（DNA克隆文庫分析：16SrDNA克隆文庫分析；功能克隆文庫分析；宏組文庫，，正常研究過程：正常人---間的宏組變化；菌群在動物模型中建立；單細(xì)胞技術(shù)；IBD腸道微生物群的改變對炎癥影響的機(jī)制DUOX2表達(dá)升高而APOA1表達(dá)降低提示組織氧化壓力更高，抗氧化能力減弱，并免疫反應(yīng)上表現(xiàn)為Th1的表型，改變水平顯著的黏膜損傷更嚴(yán)重。對營養(yǎng)物質(zhì)的代謝：產(chǎn)H2S對藥物的代謝：如腸道當(dāng)中的Eggertalenta菌會利用心臟類藥物地高辛，使地高辛mucinIgA抗體，使腸道腸道中誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生IgA細(xì)胞的分化，在IBD中起到關(guān)鍵的作用。下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPAaixs)IBS腸道細(xì)菌有關(guān)的劑產(chǎn)driver–passengermodel：腸球菌，大腸桿菌，ETBFstrains（driver）直接調(diào)節(jié)宿主脂肪組織的表達(dá)活性，使宿主增加脂肪的積累4.微生物多樣性減少fiaf活性的改變：脂肪合成與相關(guān)，fiaf負(fù)責(zé)編碼LPL脂肪酶抑制因系統(tǒng)炎癥的誘發(fā)7.腸道有益菌能夠降低膽固醇水