关于组学大数据背景下《微生物学》教材框架的思考

微生物学是生物学的重要内容,是全国高等院校生物学专业或相关专业的本科生必修的一门核心基础课,其主要任务是给学生提供基础的、系统的、前沿的微生物学知识和理论。随着高通量测序、质谱、芯片等高通量技术的快速发展,生命科学领域快速进入了以海量多元组学(基因组学、转录组学、蛋白质组学、免疫组学、代谢组学等)数据为特征的大数据时代,而这势必会对微生物学教材已有的内容产生冲击和补充。本文对如何在组学大数据背景下对国内经典的微生物学教材进行改革,将目前最具突破性的组学成果整合到已有的教材框架中或革新现有教材框架进行了初步探讨。     

系统生物学--后基因组时代的生物学

随着人类基因组计划的完成,生物学已由微观的分子研究转向生物整体性研究,系统生物学应运而生。讨论了系统生物学的产生、特点、研究内容和方法。     

多组学分析在昆虫滞育中的应用

组学技术将生物的相关问题分别展现在基因、蛋白质和代谢物等不同层次水平上,已成为解读生命过程的重要工具。本文分别从转录组学、蛋白质组学、代谢组学以及组学间的联合应用等方面概括总结了组学技术在昆虫滞育研究中的应用情况,阐述了以转录组学、蛋白质组学和代谢组学为代表的多组学技术在昆虫滞育调控分子机制中取得的重要成果,并针对当前研究现状,对昆虫滞育中组学技术应用的前景和局限性进行了总结和展望,以期为昆虫滞育调控分子机制的研究提供参考依据。     

生物组学在污染环境微生物修复研究中的应用

随着分子生物学、生物信息学和各种理化检测技术的发展,特别是人类基因组计划成功实施以来,基因组学研究取得了重大突破与进展。而包括转录组学、蛋白组学和代谢组学在内的后基因组学也相继出现,并被广泛应用在环境微生物学的各个研究领域。本文主要概述了当前基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学在污染环境生物修复研究中的最新研究进展,分析比较了各组学的优势与不足,同时结合本课题组的主要研究方向探讨了各生物组学在赤潮生消过程和有机污染物降解机理等研究中的应用。     

多组学前沿技术专刊序言

后基因组时代,基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等技术应用日趋广泛,功能注释成为生命科学研究的中心任务,多组学整合分析成为全面解析生物学机理的主要手段。本专刊邀请了国内多组学领域的相关专家学者介绍了基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等领域最新进展和应用成果,收录了相关文章28篇,以供从事多组学研究的科研工作者参考。     

单细胞尺度下的微生物学研究:意义与方法

最近研究表明,即便是处于同一种群中的微生物细胞,在基因转录和翻译、蛋白活性、以及代谢物丰度等多个水平都可能存在显著差异,说明微生物细胞间存在着多个层次上的异质性;同时,传统微生物学研究方法需要将所研究的微生物对象在实验室实现再次培养,然后对纯培养的微生物种群进行研究,这样往往造成实验室的研究结果无法真实地反映微生物细胞在自然界中的原始状态,急需发展新的原位研究手段;此外,自然界中的微生物目前只有极少部分可以在实验室中进行培养,仍有大量微生物无法通过传统方法进行发掘和研究。单细胞尺度微生物学为解决这些微生物学研究中的重要挑战提供了一种新的策略和技术思路,有望帮助我们更为直观、深入地了解每个细胞内部的状态,以及其在自然界的生理生态功能。本文对单细胞尺度微生物学研究的意义以及当前单细胞尺度微生物学的研究方法,特别是新兴的微生物单细胞组学方法进行了介绍。     

现代分子生物学技术在基础医学微生物学专业研究生培养中的作用

研究生教育是我国高等教育的重要组成部分,是国家创新发展的重要力量,现代分子生物学技术已广泛应用到各类医学研究生专业学科,并且成为了医学研究的基本技能,基础医学微生物学专业研究生是为微生物领域的科学研究提供高级后备人才,学习和掌握现代分子生物学技术势在必行。本文将对现代分子生物学技术在基础医学微生物学专业研究生教育中的应用及其意义,获得的实践效果进行阐述,为培养微生物学研究生的科研思路、学习基本的研究手段,从事生命科学研究提供一定的基础。     

微生物蛋白质组研究进展

本文概括性地叙述蛋白质组相关的基本概念,主要蛋白质组技术,微生物学蛋白质、比较蛋白质组、功能蛋白质组研究进展和蛋白质组技术在细胞微生物学研究中的应用。     

代谢组学在一氧化碳中毒研究的应用和展望

一氧化碳中毒是常见的以中枢神经系统损害为主的全身性疾病。一氧化碳作为一个脂溶性分子,进入细胞内造成组织缺氧。一氧化碳是否可以诱导产生其他特定的生物学效应,还需要我们去研究。代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学后的又一新兴学科,在肿瘤、糖尿病、冠心病、肥胖症、脑卒中等多种临床疾病的相关研究中显示出巨大的潜力。将代谢组学技术应用到一氧化碳中毒研究中,可以加深对一氧化碳中毒发病机制的认识,丰富早期诊断方法,改善治疗效果的监测手段。但代谢组学技术在一氧化碳中毒研究中的应用仍是凤毛麟角,我们在此对代谢组学在一氧化碳中毒研究中应用及前景作一展望。     

肠道微生物功能宏基因组学与代谢组学关联分析方法研究进展

近年来基于高通量基因测序的微生物组学研究极大加深了人们对微生物与健康和疾病关系的认识。然而基因测序方法不能直接测定微生物的功能活性,难以鉴定微生物中的关键功能分子,单独使用无法回答肠道微生物何种成员通过何种方式影响宿主等关键科学问题。单一组学研究弊端尽显,多组学联用势在必行。肠道微生物代谢组学以微生物群落所有小分子代谢物为研究对象,可发现肠道微生物随宿主病理生理变化的关键代谢物,为微生物组-宿主互作机制研究提供线索,成为微生物组学研究的重要补充。肠道微生物功能基因组学与代谢组学关联分析在宿主生理、疾病病理、药物药理等方面取得众多进展,展现良好应用前景。然而目前肠道微生物功能基因组学与代谢组学关联分析存在方法滥用、相关性结论与生物学知识相悖等突出问题。为帮助正确应用肠道微生物功能宏基因组学与代谢组学关联分析,本文综述了各种多组学数据整合分析方法的原理、优缺点与适用范围,并给出了应用建议。