黑曲霉组学研究进展

黑曲霉作为重要的工业发酵菌株,被广泛用于多种有机酸和工业用酶的生产。随着组学技术的日益发展和成熟,黑曲霉的基因组、转录组、蛋白质组、代谢组等组学数据不断增长,宣告着黑曲霉生物过程研究大数据时代的到来。从单一组学的数据分析、多组学的比较到以基因组代谢网络模型为中心的多组学整合研究,人们对黑曲霉高效生产机制的理解不断深入和系统,这为通过遗传改造和过程调控对菌株的生产性能进行理性的全局优化提供了可能。本文回顾和总结了近年来黑曲霉的组学研究进展,并提出黑曲霉组学研究未来的发展方向。     

整合转录组学数据的代谢网络研究进展

高通量测序技术的快速发展催生了涵盖各层次细胞生命活动的组学数据,如转录组学数据、蛋白质组学数据和互作组学数据等。同时,全基因组代谢网络模型在不断完善和增多。整合组学数据,对生物细胞的代谢网络进行更深入的模拟分析成为目前微生物系统生物学研究的热点。目前整合转录组学数据进行全基因组代谢网络分析的方法主要以流量平衡分析(FBA)为基础,通过辨识不同条件下基因表达的变化,进而优化目标函数以得到相应的流量分布或代谢模型。本文对整合转录组学数据的FBA分析方法进行总结和比较,并详细阐述了不同方法的优缺点,为分析特定问题选择合适的方法提供参考。     

组学技术在白蚁研究中的应用

白蚁为原始的真社会性昆虫,体内蕴含丰富的纤维素酶基因资源,对维持生态系统平衡和生物多样性有重要生态作用,而其中少数白蚁种类对农作物、树木、房屋建筑、江河堤坝等造成严重危害,因此白蚁具有非常重要的生态及经济价值。随着组学技术的发展,分子生物学的研究进入了一个新的阶段,基于整体角度研究的组学技术正在深刻地改变着白蚁的研究模式,必将推动白蚁生物学以及以白蚁防治为目的的基础研究。本文综述了近年来白蚁基因组、转录组、蛋白质组、代谢组等组学的相关研究进展,并对组学在白蚁的深入研究与应用进行了展望。     

整合分析多组学数据筛选疾病靶点的精准医学策略

随着高通量测序技术的不断发展与完善,对于不同层次和类型的生物组学数据的获取及分析方法也日趋成熟与完善。基于单组学数据的疾病研究已经发现了诸多新的疾病相关因子,而整合多组学数据研究疾病靶点的工作方兴未艾。生命体是一个复杂的调控系统,疾病的发生与发展涉及基因变异、表观遗传改变、基因表达异常以及信号通路紊乱等诸多层次的复杂调控机制,利用单一组学数据分析致病因子的局限性愈发显著。通过对多种层次和来源的高通量组学数据的整合分析,系统地研究临床发病机理、确定最佳疾病靶点已经成为精准医学研究的重要发展方向,将为疾病研究提供新的思路,并对疾病的早期诊断、个体化治疗和指导用药等提供新的理论依据。本文详细介绍了基因组、转录组和表观组等系统组学研究在疾病靶点筛选方面出现的新技术手段和研究进展,并对它们之间的整合分析新策略和优势进行了讨论。     

蛹虫草组学研究进展

作为虫草属的模式种,蛹虫草是目前虫草类真菌中研究和应用最为广泛的物种之一。随着基因组序列的公布,蛹虫草组学水平的研究近年来取得了明显的进展。本文从基因组、线粒体基因组、甲基化组、转录组、蛋白质组、代谢网络等角度对蛹虫草组学水平的研究现状进行综述,期望对进一步推动蛹虫草的深入研究提供帮助。     

款冬花不同发育阶段的代谢组学和比较转录组学分析

以不同发育阶段款冬花（发育初期、中期、中后期、解封期及花朵期）为对象,基于核磁共振的代谢组学技术,分析其次生代谢物种类及含量的合成累积规律,并进行高通量转录组学测序,从差异表达的基因中寻找次生代谢物生物合成的关联酶基因。代谢组学分析发现,款冬花不同发育阶段的次生代谢物代谢组成明显不同,苯丙素类成分在发育初期至中后期含量较高,之后逐渐降低;黄酮类成分（芦丁、山奈酚）在发育的各个阶段含量均有波动,但总体变化不大。转录组学分析结果显示,与苯丙素类成分生物合成相关的酶基因（COMT、HCT）,随着花蕾的发育表达量逐渐降低;与黄酮类成分合成相关的酶基因（FLS、F3H、DFR）,其表达量在不同阶段变化不大。转录组测序中的相关酶基因表达量同次生代谢物成分的变化趋势基本一致。本文采用的代谢组学和转录组学结合的方式,对款冬花的次生代谢物累积规律进行分析,为今后款冬花次生代谢物的生物合成调控研究奠定了基础。     

基于组学技术的鹿茸生物学研究进展

鹿茸是唯一可周期性再生的哺乳动物器官,由软骨、骨、血管、神经及皮肤组织构成。鹿茸再生过程是基于干细胞的增殖和分化,且生长速度极快而不发生癌变。其不仅可作为一种肢体再生的生物医学模型,而且也作为一种研究骨组织生长发育的模型。现代组学技术快速发展,已普遍应用于生物学的各种领域。利用组学技术,在转录和蛋白质水平上,有力地推动了在分子水平上研究鹿茸生物学的进程。本综述拟对组学技术在鹿茸生物学研究中的应用进行总结回顾,并对未来的发展趋势做进一步展望,为鹿茸生物学的深入研究提供参考。     

组学技术及其在食品科学中应用的研究进展

后基因组时代的主要研究任务即是组学(转录组学、蛋白质组学及代谢组学)研究,其发展迅速,有望成为解决生命科学领域诸如食品品质与安全等科学问题的有力工具.组学研究为食品科学相关研究提供了新的思路和技术,在食品加工、贮藏、营养素检测、食品安全以及食品鉴伪等领域中已有广泛的应用.综述转录组学、蛋白质组学及代谢组学研究的核心技术,以及组学技术在食品科学研究中的研究进展,并对其应用前景进行展望.     

系统生物学在工业微生物研究中的应用

功能基因组学以揭示基因组的功能及调控机制为目标,是21世纪最热门的研究领域之一。近来功能基因组学领域的研究被用于工业微生物的研究中,该文对功能基因组学在工业微生物中的应用做了简单综述。     

转录组与蛋白质组比较研究进展

转录组和蛋白质组比较研究发现,总体而言其间的相关性不高 . 根据数据的类型不同可以将现有的研究分为 4 类：单点比较、两点差异比较、多点时序比较和多点非时序比较 . 对其差异原因的研究和分析表明：除了由实验系统及数据类型不同导致的差异外,转录后蛋白质合成各步骤所受到的限制,以及在此过程中的分子调控也对其有重要的影响;而且不同基因,不同组织和细胞在不同状态下可能也会有差异 . 因此,结合转录组和蛋白质组的表达谱研究倾向于利用蛋白质组和转录组研究的差异和互补性,同时对生物体特定状态下的基因和蛋白质表达水平进行全方位度量,以获得表达谱的全景图,并挖掘受到转录后调控的基因 .     

Building Developmental Integration into Functional Systems: Function-Induced Integration of Mandibular Shape

The mammalian mandible is a developmentally modular but functionally integrated system. Whether morphological integration can evolve to match the optimal pattern of functional integration may depend on the developmental origin of integration, specifically, on the role that direct epigenetic interactions play in shaping integration. These interactions are hypothesized to integrate modules and also to be highly conservative, potentially constraining the evolution of integration. Using the fox squirrel (Sciurus niger) mandible as a model system, we test five a priori developmental hypotheses that predict mandibular integration and we also explore for correlations between shapes of mandibular regions not anticipated by any of the developmental models. To determine whether direct epigenetic interactions are highly conserved in rodents, we examine the correlation structure of fluctuating asymmetry, and compare integration patterns between fox squirrels and prairie deer mice (Peromyscus maniculatus bairdii). In fox squirrels, we find a correlation structure unanticipated by all a priori developmental models: adjacent parts along the proximodistal jaw axis are correlated whereas more distant ones are not. The most notable exception is that the shape of the anterior incisor alveolus is correlated with the shape of the ramus (FA component) or coronoid (symmetric component). Those exceptions differ between species; in prairie deer mice, the molar alveolus is connected to more parts, and the incisor alveolus to fewer, than in fox squirrels. The structure of integration suggests that the mandible cannot be decomposed into parts but rather is a single connected unit, a result consistent with its functional integration. That match between functional and developmental integration may arise, at least in part, from function-induced growth, building developmental integration into the functional system and enabling direct epigenetic interactions to evolve when function does.     

毒蘑菇的组学研究

毒蘑菇似乎是一个永恒的话题：一方面毒蘑菇每年在世界范围内造成相当数量的人中毒甚至死亡事件;另一方面,毒蘑菇的价值也逐渐被认识,应用毒素进行癌症等疾病治疗的研究取得了重要成果。近年来,毒蘑菇的基因组等组学研究迅速升温,极大地促进了这一领域的研究,揭示了一些毒素的生源合成基因及合成机制,几种毒素合成的进化历史也日益清晰。本文总结了近10余年来毒蘑菇研究在基因组、转录组、蛋白组学等方面取得的最新研究进展,归纳了研究的主要方向和动态,并展望了未来的发展趋势。