宏基因组学:基本策略及在医学研究领域中的可能应用

宏基因组学（metagenomics）的提出是分子生物学领域的一个重要进展。在自然生境中有大量不可培养微生物的存在,无法通过培养法进行研究,而宏基因组学的策略则突破了这一束缚。宏基因组学是从生境中取得全部微生物的基因组,并进行系统研究的方法。该文介绍宏基因组学的基本情况,并着重探讨其在医学研究领域中的可能应用。     

三阴性乳腺癌免疫微环境及免疫治疗研究进展

三阴性乳腺癌(TNBC)是一组高度异质性的恶性肿瘤,目前缺乏明确治疗靶点。随着TNBC基因组学、蛋白质基因组学、免疫微环境和免疫治疗研究取得突破性进展,人们更深入地认识了TNBC的生物学机制,推动TNBC转化医学研究与精准诊疗,但关于TNBC生物学特征及临床进程的许多科学问题仍亟待解决。现对TNBC分子分型、基因组学研究、免疫微环境及免疫治疗进展进行综述。     

从蛋白质基因组学视角出发的精准肿瘤学

癌症是一种机制复杂的异质性疾病,需要有针对性的精准医疗策略。精准医疗的发展离不开基因组学的飞速发展,但基因组学在分子表型分析中具有一定的局限性,蛋白质基因组学应运而生。蛋白质基因组学是蛋白质组学和基因组学的融合学科。文中描述了基因组学分析的局限性,强调了蛋白质基因组学的重要性,旨在从蛋白质基因组的视角重新了解精准肿瘤学。此外,还简要介绍了蛋白质基因组学在精准肿瘤学中的应用,对相关的公共数据项目进行了描述,最后,提出了现阶段需要克服的困难。     

肿瘤表观基因组学、生物芯片和生物信息学

肿瘤的分子生物学研究一直是生命科学和医学研究的热点,随着科学技术的发展,高通量的分析方法在分子生物学研究中的广泛应用,使其成为肿瘤研究的一种高效手段,同时表观基因组学和生物信息学也促进了肿瘤学的发展,本文就表观基因组学、生物芯片和生物信息学方法在肿瘤研究中的应用进行综述,并对未来的发展和展望进行了讨论。     

营养基因组学的研究进展

伴随着基因组学、生物信息学等的迅猛发展及其在生命科学领域的应用,营养基因组学应运而生,并迅速成为营养学研究的新前沿。营养基因组学主要研究营养素和植物化学物质对人体基因的转录、翻译表达以及代谢机制,其可能的应用范围包括营养素作用的分子机制、营养素的人体需要量、个体食谱的制定以及食品安全等。本文重点介绍营养基因组学的研究内容与现状,并对今后的研究趋势作了展望。     

基因组学、蛋白质组学和代谢组学在微生物降解PAHs中的应用

基因组学、蛋白质组学和代谢组学是系统生物学的重要组成部分,是近年来发展出来的新兴学科。随着生命科学的研究进入了多组学时代,基因组学、蛋白质组学和代谢组学得到了迅猛发展,被广泛应用在环境微生物学的各个研究领域,并成为研究PAHs微生物降解中不可或缺的重要手段。主要阐述了3大组学在微生物降解PAHs内在机理及代谢通路中的最新研究进展,并展望了3大组学在多环芳烃微生物降解机制中的应用前景与挑战。     

影像基因组学分析方法研究进展

在生物医学大数据背景下,精准医学的研究重点之一是基因型数据和表型数据的融合及关联分析,通过数据融合及关联分析,认识疾病表型特征与基因多态性及基因活动之间的关系。影像基因组学作为一个新兴研究领域,它将疾病影像数据和基因组数据整合,并挖掘两者之间的联系,从而发现能够反映基因多态或表达的影像特征,在此基础上建立基于影像特征的非侵入式疾病诊断方法,是目前生物医学最有前景的研究领域之一。综述了影像基因组学领域的研究方法,包括基因组数据分析、影像数据分析以及基因组数据-影像数据融合分析方法。在此基础上,介绍了影像基因组学目前在临床上的典型应用,包括疾病的辅助诊断、预后预测和疗效评估。最后,对影像基因组学的未来发展进行了展望。     

代谢组学及其在农作物研究中的应用

全球范围的农业发展均面临着各种胁迫因素的限制。基因组学、转录组学和蛋白质组学已经在农作物逆境下的基因和蛋白质调控机制研究方面取得一定进展,而应用代谢组学对作物机体的代谢物进行定性和定量检测,进而分析机体如何从代谢水平做出调整以及寻找到生物标志物,则是目前农作物科学领域的研究热点。简要综述了代谢组学在农作物非生物胁迫、生物胁迫、转基因研究中的应用以及主要研究方法,并对其研究前景进行了展望。     

血管性认知障碍动物模型的研究进展

血管性认知障碍(vascular cognitive impairment,VCI)是近年来医学研究的热点之一,该疾病病因较复杂,临床表现为多认知领域障碍、记忆力受损、以及痴呆等,严重影响患者生存质量.成功建立慢性脑缺血性血管性认知障碍的动物模型,是医学研究其发病机制、提供治疗并攻克此疾病的第一步.经过发展,现存在多种...     

国内医院转化医学发展动态分析

从机构建设和科学研究两个角度分析国内医院转化医学发展现状。机构建设方面,美国转化医学中心的依托单位多为大学,组织架构较完善。但国内的依托单位多为医院或临床中心,较为分散,多为自发成立,缺乏国家层面的规划部署,难以形成比较高效的转化医学研究体系。但机构建设的迅速发展带来了转化研究成果的增多。国内转化医学研究多为从基础医学的角度探索疾病的致病机制和干预措施,如将实验室技术、细胞生物学、生物化学与分子生物学、药理学、应用生物技术等和临床问题的整合,特别是肿瘤、心血管病、内分泌与代谢病、消化系与腹部疾病等临床领域的转化研究受到了国内较多的关注。最后提出国内医院转化医学发展的策略和建议。     

化学遗传学在功能基因组学研究中的应用

功能基因组学的研究重心是在整体水平上对细胞内蛋白质的组成及其活动规律进行研究,化学遗传学利用小分子化合物系统地探测生命过程的机制和蛋白质功能,为功能基因组学的研究提供了有力的工具。该文综述了化学遗传学在功能基因组学研究中的最新进展。     

蛋白质组学技术及其在心血管疾病研究中的应用

蛋白质组学是旨在研究蛋白质表达谱和蛋白质与蛋白质之间相互作用的新的领域。蛋白质组学的研究必须依赖高通量、自动化程度很高的技术。双向电泳、液相色谱和生物质谱技术的发展推动了蛋白质组学的研究。蛋白质组学为疾病发病机制的研究提供了新的思路和方法 ,本文重点介绍了蛋白质组学技术在心血管疾病研究中的应用     

代谢物组学的研究进展

结构基因组学、蛋白质组学和转录物组学的研究产生了大量关于基因表达和蛋白质表达的数据,但同时,它们与功能基因组学的研究相比也显示出了局限性。与之相对,生物体内代谢物组的研究有广阔的前景,这便随之产生了代谢物组学。本系统地综述了代谢物组学的最新发展动态,主要包括代谢物组学的研究内容、研究手段及其应用领域等方面。     

长链非编码RNA在生物体中的调控作用

长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)的发现是基因组学和分子生物学研究领域的重要进展。lncRNA在生命活动中具有重要的调节功能,其表达紊乱与多种人类疾病的发生发展密切相关。研究表明,几乎所有的调控性lncRNA通过与不同种类的生物大分子,如DNA、RNA和蛋白质发生相互作用而行使其功能。文章概述了lncRNA在表观遗传学水平、转录水平及转录后水平调控基因表达的效应机制,并探讨了lncRNA如何在肿瘤发生和宿主防御过程中行使功能。不同于小分子ncRNA通过碱基互补配对调控靶基因的表达,大多数已鉴定的lncRNA通过调节蛋白质活性或维持蛋白质复合物的完整性发挥其生物学功能。因此,鉴定lncRNA-蛋白质相互作用可能是理解lncRNA功能的首要任务。     

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。     

基因组学方法在玉米种质资源研究中的应用

近年来,分子生物学和植物基因组学得到了飞速发展,包括分子标记技术在内的基因组学方法在玉米种质资源研究中得到了广泛应用。本将对玉米种质资源研究的主要领域如玉米的起源和进化、遗传多样性的形成机制及评估、基于多样性的新基因发掘等方面的最新进展进行评述,并提出我国在应用基因组学方法进行玉米种质资源研究的策略。     

生态基因组学研究进展

生态基因组学是一个整合生态学、分子遗传学和进化基因组学的新兴交叉学科。生态基因组学将基因组学的研究手段和方法引入生态学领域,通过将群体基因组学、转录组学、蛋白质组学等手段与方法将个体、种群及群落、生态系统不同层次的生态学相互作用整合起来,确定在生态学响应及相互作用中具有重要意义的关键的基因和遗传途径,阐明这些基因及遗传途径变异的程度及其生态和进化后果的特征,从基因水平探索有机体响应天然环境(包括生物与非生物的环境因子)的遗传学机制。生态基因组学的研究对象可以分为模式生物与非模式生物两大类。拟南芥、酿酒酵母等模式生物在生态基因组学领域发挥了重要作用。随着越来越多基因组学技术的开发与完善,越来越多的非模式生物生态基因组学的研究将为生态学的发展提供重要的理论与实践依据。生态基因组学最核心的方法包括寻找序列变异、研究基因差异表达和分析基因功能等方法。生态基因组学已广泛渗透到生态学的相关领域中,将会在生物对环境的响应、物种间的相互作用、进化生态学、全球变化生态学、入侵生态学、群落生态学等研究领域发挥更大的作用。     

硒代谢网络与硒蛋白质组的生物信息学研究进展

硒是大多数生物所必需的微量元素,对维持氧化还原稳态平衡具有重要作用,并与许多重大疾病有着密切联系。一直以来,关于硒的研究工作主要集中于硒代谢机制和硒蛋白功能。近年来快速增长的各类组学数据为硒相关的生物信息学研究工作提供了重要条件与机遇。主要介绍了当前利用生物信息学的理论和方法研究硒的代谢通路、功能和进化等领域的最新进展。通过这些研究,一方面发现了大量新的硒蛋白基因,并确定了众多物种的硒蛋白质组;另一方面揭示了新的硒代谢通路及相关新基因,完善了硒代谢网络。在此基础上,通过比较基因组学分析,深入探讨了硒代谢通路、不同硒蛋白家族乃至硒蛋白质组的分布与进化规律,以期为进一步认识硒研究领域中的重要问题和未来的发展方向提供支持。     

Hi-C技术在三维基因组学和疾病致病机理研究中的应用

三维基因组学在基因组序列、基因结构及其调控元件的基础上对细胞核内的染色质的三维空间结构进行研究。染色体的空间交互作用是基因表达调控的重要因素,随着高通量染色体构象捕获(high-throughput chromosome conformation capture,Hi-C)技术及其衍生技术的出现和快速发展,借助Hi-C技术获取高通量三维基因组学数据,对基因表达调控等生物过程进行研究,已成为揭示细胞深层机制、阐明疾病致病机理的重要手段。本文在介绍三维基因组的发展历程和研究技术的基础上,重点总结了近年来Hi-C技术在多种疾病研究、特别是致病机理阐释方面的应用和成果,为深入理解三维基因组学在构建全局基因调控图谱、挖掘疾病致病机理方面的应用提供参考和借鉴。     

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。