植物离子组学及其研究方法与应用进展

植物离子组学是一门研究植物体内元素组成、分布与累积以及这些元素随植物生理状况、生物与非生物刺激、发育阶段、生境和遗传等因素的变化及其机制的新兴学科。离子组学在数量遗传性状定位、生理状况判别以及植物体内调控元素吸收、运输和贮藏的潜在基因鉴别等方面至关重要。该文综述了离子组学的基本概念、研究方法和主要研究进展,并就离子组学的研究热点、面临的挑战和未来发展趋势作了简要评述。     

代谢组学在转化医学中的应用

转化医学是指将实验室获得的实验成果应用到临床实践中,而生物标志物的研究是转化医学的中心环节。代谢组学是一门研究复杂体系中小分子代谢物变化的技术和方法,通过比较不同组别代谢物变化从而寻找潜在标志物,最终实现疾病的早期诊断及预测。对代谢组学在生物标志物筛选及转化医学中的应用进行综述。     

代谢组学在乳酸菌研究中的应用

代谢组学是系统生物学的重要分支,因其高效、高通量等特点而广泛应用于食品科学、药物学等研究领域。本文概述了代谢组学的分离和检测技术,综述了代谢组学在乳酸菌鉴定、发酵调控、肠道菌群研究等方面中的应用,对代谢组学在乳酸菌研究中潜在的问题和未来发展趋势进行了讨论,期望为代谢组学在食品工业微生物中的应用提供参考。     

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。     

番茄转录组学研究进展

番茄是一种世界范围内种植的蔬菜作物,随着番茄基因组测序的大规模完成,转录组学在番茄研究中发挥着无可替代的作用。转录组学作为功能基因组学的代表,在植物抗病、抗逆的过程中有着诸多应用。转录组学的研究可以从整体的水平上反映出细胞中基因的表达情况及其调控规律。本综述主要介绍了转录组学的主要技术及其原理,同时结合转录组学在番茄中的一些应用来展开,为研究番茄复杂的农艺性状的分子机制、不同的发育阶段基因表达调控网络等提供理论依据。     

宏组学方法在污水处理系统中的应用进展

污水生物处理由微生物生理过程驱动,宏组学方法能够获得不同水平的分子信息,为认识污水处理系统中的微生物提供了新途径。本文对宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学与代谢组学等宏组学方法的发展进行综述,着重介绍各组学及整合宏组学在污水处理系统中的研究现状,并指出其应用前景。     

基于稳定同位素的代谢组学临床研究进展

基于稳定同位素示踪的代谢组学不仅能检测疾病发生发展及治疗过程中相关代谢物的变化,还可以对生物体系的代谢物进行定量分析并描述代谢特性。目前,稳定同位素示踪的代谢组学技术可在受试者体内直接追踪到代谢网络的单个原子,更有利于发现与疾病病因和诊断及药物疗效评估相关的生物标志物。现就稳定同位素示踪代谢组学在临床研究中的应用做简要概述,以期为将来更好地开展代谢组学在临床方面的研究提供重要依据。     

代谢组学在临床研究中的应用及进展

代谢组学是"后基因组学"时期新兴的一门学科,也是系统生物学的重要组成部分。代谢组学通过全面、定量检测生物样本中多种类型小分子化合物,来了解在内在和外界因素作用下生物体内源性物质的变化及规律,特别适合于临床上研究机体因受到遗传、生长、生理、环境因素和异物、病源等刺激的影响而产生的变化。借助于代谢组学技术不仅能够描述疾病发生、发展以及治疗过程中机体代谢机能的状态和变化,为临床疾病的诊断、病理机制的探索、新治疗靶点的发现等提供新的途径和思路,还可以揭示外界干扰因素(药物/毒物、环境、饮食、生活方式等)对机体的影响,为药效评价和疾病病因的筛查提供基础数据。近年来,代谢组学在临床研究方面得到了广泛的应用,取得了巨大的进展并展现了鼓舞人心的应用前景。该文分别就代谢组学在描述疾病发展状态、研究疾病诊断方法、探索疾病发病原因和发病机理、药效学评价等几个方面的应用及进展进行回顾和综述。     

代谢组学及其在环境毒理学中的应用

代谢组学作为系统生物学的一部分,因其具有分析速度快的特点,被广泛用于生物医学等方面的研究。目前代谢组学在环境毒理学方面的研究主要针对单一污染物,但也需要考虑到被污染地的复杂情况。通过介绍代谢组学及其发展历程,总结了目前主流代谢组学技术的各自特点,讨论了代谢组学在环境重金属、有机污染物和抗生素中的毒性评估以及环境胁迫耐受性中的评价等方面内容,综述了其在环境毒理学中的应用,并指出其应用不足,旨在为代谢组学应用于环境毒理学的研究提供参考。     

微生物组与动物疫病防控

微生物组研究的发展推动了人类不断探索人体微生物群与疾病之间的相关性。然而,微生物组学在动物疫病防控中的研究尚处于起步阶段。本文对动物疫病防控领域中微生物组研究所发挥的6个作用进行了阐述：揭示疾病与菌群的相关性,鉴定新发病原体,确立有益于维持机体健康生长的菌群,筛选疾病防控的新药物和新制剂,开发新疫苗或改进疫苗的使用效果,提出更简单有效的防控措施。     

代谢组学技术在水产动物疾病研究中的应用

代谢组学是定量描述生物内源性代谢物质的整体及其对内因和外因变化应答规律的的一门新学科。近年来,代谢组学技术在水产动物疾病中的研究备受关注,特别是为感染性疾病发生机制及防控研究提供了一种新的手段。本文介绍了代谢组学技术及其在水产动物研究中的应用,包括代谢组学技术在水产动物感染性疾病、细菌耐药及环境应激等方面应用进行综述,分析了代谢组学在水产动物疾病研究中面临的问题与挑战,并对未来水产动物代谢组学研究趋势进行了展望,以期为代谢组学技术在水产动物疾病发病机制和药物研发方面更深入的运用提供参考。     

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。     

复杂疾病靶基因识别与网络重建的计算系统生物研究

复杂疾病相关靶基因的识别、构建疾病驱使相关基因网络及进行疾病机制研究,是功能基因组学研究中非常重要的科学问题。文章以计算系统生物学的观点和三维的角度,综述了基于生物谱（SNP遗传谱、芯片表达谱和2D-PAGE蛋白质谱等）的复杂疾病靶基因识别、多水平（SNPs虚拟网络、基因调控网络、蛋白质互作网络等）遗传网络逆向重构方法,及不同水平的网络之间在生物学和拓扑学上的纵向映射关系,并给出复杂疾病靶基因识别与网络关系的计算系统生物方法研究的未来展望。     

鸟枪脂组学研究进展及其应用

继基因组学之后,针对各种代谢物的组学研究蓬勃兴起,鸟枪脂组学(shotgun lipidom ics)作为脂类研究的重要新兴手段,在创立和初期发展的过程中便已经展示出惊人的潜力,随着相关技术的进一步完善和发展,必将成为系统生物学的组成部分,在生物医学的研究和应用中发挥难以替代的重要作用。鸟枪脂组学利用质谱技术对全部或单一脂类及其相关分子进行系统分析,研究其改变对生物体所产生的作用并探讨其作用机制。传统脂类分析中的瓶颈问题在以电喷射离子质谱为基础的脂组学方法出现后获得了突破,使脂类分析进入高通量、高精度和高效能的时代。脂类在生物体内分布广泛、种类众多,并且与人类疾病密切相关。将脂组学分析方法运用于疾病相关的特异脂类标志物的发现并揭示其在疾病发生发展等复杂过程中的作用,可能为疾病的诊断治疗提供新的思路和策略。     

代谢组学在家养动物遗传育种中的应用

代谢组学是使用分析化学技术对生物样品(如乳液、血浆、血清等)中的大量小分子代谢物进行全面鉴定和定量分析,已经广泛应用于生物医学、营养学、作物学和畜牧学研究中。最初,代谢组学主要应用于畜牧生产中的非遗传学研究。目前,随着生理基因组学、生理遗传学研究的增多,越来越多的研究者开始利用代谢组学的技术和方法开展动物遗传育种研究。本文综述了代谢组学检测技术与平台特点及代谢组学在动物遗传学与基因组中的应用,着重总结了动物代谢分子遗传参数估计、品系(品种)间代谢图谱差异、代谢组全基因组关联分析、筛选影响重要经济性状的生物标记等领域的研究进展,讨论了代谢组学研究还需亟待解决的问题。本文通过综述代谢组学在动物育种中的研究进展,旨在为进一步利用代谢组学技术开展动物重要经济性状的遗传基础研究提供参考。     

空间转录物组学技术进展及其在神经科学领域中的应用

空间转录物组学是在单细胞RNA测序技术基础上实现细胞空间位置信息测定的组学技术。该技术克服了单细胞转录物组学在单细胞分离建库过程中丢失细胞在组织中空间信息的问题,可同时提供研究对象的转录物组数据信息和在组织中的空间位置信息。空间转录物组学技术对研究细胞谱系的发生过程、细胞间的调控机制和相互作用等具有重要作用,是组学技术研究的重要发展方向和热点。近年来,空间转录物组学技术发展迅速,新的检测方法不断产生,检测灵敏度、分辨率和检测通量等技术指标不断提升。本文根据获取空间信息的原理不同,将较为常用的空间转录物组学技术进行了分类,总结了各类方法的检测原理、代表性技术手段及其相应的技术指标。随后,从脑细胞类型区分与细胞层图谱构建、神经系统相关疾病特征分析与标志物研究两个方面举例论述了空间转录物组学技术在神经科学中的应用。最后,对空间转录物组学技术目前存在的问题进行了总结,并对其未来的发展方向进行了展望。     

代谢组学技术发展及其在农业动植物研究中的应用

代谢组学是依赖灵敏、稳定的分析流程和数据库,利用色谱–质谱联用、核磁共振技术对生物体内以及生物样品所有的小分子代谢物进行鉴定和定量分析的学科,在医学、食品科学、畜牧学、植物学等领域得到广泛应用。代谢组学方法可将代谢物种类和含量的变化与生物表型变化建立更直接的联系,因此代谢组学逐渐成为继基因组学、转录组学、蛋白组学后对复杂性状系统解析的新的研究手段。本文介绍了代谢组学常用分析策略、检测平台和常用数据库。在此基础上,综述了代谢组学在农业动物重要经济性状代谢分子鉴定、疾病诊断、肉品质及动物制品安全检测等领域取得的进展,并总结了利用代谢组学、转录组学和基因组学等多组学研究在动植物重要性状的发育、形成和解析等领域取得的最新成果。代谢组学与其他多组学方法整合分析,可以更全面地阐述各类复杂性状的遗传机制,有助于完善"突变–基因–表达–代谢–表型"的完整生物学过程,为复杂性状的机理解析提供新方法,为新型农业育种提供新思路。     

脂质组学分析方法进展及其在癌症研究中的应用

脂质占人体内源性代谢物的一半以上,种类繁多,结构复杂,因而具有多种生物功能,与多种生命活动密切相关。脂质组学是代谢组学分支的新兴学科,它可以通过比较不同生理状态下脂质含量的变化,寻找代谢通路中关键的脂质生物标志物,最终揭示脂质在各种生命活动中的作用机制。随着质谱技术的进步,脂质组学在疾病脂类生物标志物的识别、疾病诊断、药物作用机制的研究等方面已展现出广泛的应用前景。本文主要就脂质组学近几年的分析方法进展及其在癌症中的最新应用进行了综述。     

脂质组学及其在脂质膳食营养与健康研究中的应用

综述了脂质组学研究中的脂质分析方法、常用的脂质数据库、数据处理方法及脂质组学在膳食营养与健康研究中的应用进展。     

海洋沉积物微生物介导有机碳转化研究进展

海洋沉积物是地球上最大的有机碳库,其中生存的微生物总量大、分布范围广、类群多样、代谢方式复杂,并共同构成海洋沉积物微生物组。海洋沉积物微生物组介导的有机碳降解与矿化过程不但能为沉积物中的生命活动提供物质和能量,也能参与调控碳循环过程,并在长时间尺度上对地球气候系统产生重大影响。沉积物中的有机碳在复杂多样的微生物代谢活动下被逐步降解,其最终的矿化过程与不同的电子受体消耗相偶合,并形成对应的地球化学分区。研究海洋沉积物微生物及其介导的有机碳转化过程对我们深入认识沉积物中的元素循环过程,并进一步评估其对整个地球系统的影响具有重要科学意义。本文对海洋沉积物微生物组的体量、包含的微生物多样性、代谢活性以及在不同地球化学分区中主要的微生物类群和代谢机制进行综述,最后基于研究现状展望了海洋沉积物微生物组的未来研究方向。