中药与肠道微环境相互作用研究进展

中药化学成分与肠道微环境的相互作用是中药发挥疗效的一个关键环节,相关研究对阐明中药药效物质及其作用机制至关重要,其中涉及中药化学成分、肠道菌群和肠道细胞之间复杂的相互关系.随着多学科理论和技术的发展特别是本草基因组学学科概念的提出,中药化学成分与肠道微环境的相互作用研究也由原来的化学成分生物转化研究、菌群结构和免疫调控研究深入到基因水平,其内容涉及结构和功能基因组、蛋白质组、转录组、代谢组、表观基因组、宏基因组等理论与实验技术.本文对该领域的研究进展进行了综述,并对该领域未来研究的发展方向进行了展望.     

本草基因组学专辑简介

正本草基因组学(herbgenomics)是从基因组水平研究中药及其对人体作用的一门前沿学科,利用组学技术研究中药基原物种的遗传信息及其调控网络,阐明中药防治人类疾病的分子机制~[1,2].该学科概念形成于中医药生产实践,同时对中医药生产实践具有指导作用,为保障人民健康提供理论依据和技术支撑.中国学者首次通过基因     

高通量植物蛋白质组学研究方法

模式植物拟南芥和水稻的基因组测序,使得大规模、高通量的研究方法在基因组和蛋白质组研究中日趋重要。本文综述双向电泳、质谱、蛋白质微阵列、抗体、酵母双杂交系统以及一些新型高通量方法研究进展及其在植物蛋白质组研究中的应用。     

叶绿体基因组的结构研究进展

本文根据最近由两组日本科学家首次测定出来的两种植物(地钱和烟草)叶绿体基因组的完整序列,通过此较孢子植物(地钱)和被子植物(烟草)的叶绿体基因组,主要介绍叶绿体基因组中的基因表达系统、能量系统、代谢物质输运系统和RNA加工系统的基因及其研究近况。     

外显子组测序技术在人类疾病研究中的应用

外显子组测序是针对基因组中的蛋白质编码区,靶向富集外显子区域测序,以发现疾病相关遗传变异的技术。该技术近年越来越多地应用于发现人类基因组低频变异、鉴定单基因遗传病致病基因和肿瘤等复杂疾病易感基因研究,成为人类疾病相关变异研究的重要工具。综述了外显子组测序技术的基本原理及其在人类疾病相关基因研究中的应用。     

Nature系列期刊导读

<正>探讨大规模基因组研究随着新一代基因组测序技术的发展,近十年来大规模基因组测序研究越来越多,由此积累出了庞大的数据群。该文从以下三方面探讨了大规模基因组研究中的大数据问题:全基因组关联研究以及外显子组测序研究中的显著性检验,以及如何使研究更具有统计学意义;外显子组突变研究对于理解和预测当前和未来人类疾病和进化的模式具有重要意义;基于基因的稀有突变研究,及其与已知疾病的     

感染组学 (infectomics) ———对感染性疾病的总体性和综合性研究

在感染性疾病的范畴内,目前急需一个能有效地、精确地和综合性地研究微生物感染的结构性和功能性基因组学和蛋白质组学 ( 感染组学 ) 的全面方法. 新的方法 ( 如 DNA 和蛋白质微阵列 ) 和传统方法 ( 如分子克隆、 PCR 、基因敲除,加进 (knockin) 和反义术等 ) 的结合将有助于克服今天的困难. 在感染时,微生物及其宿主的全部表型改变 ( 感染组 ) 均由微生物病原体及其宿主的基因组所编码,并在特异的微生物 - 宿主相互作用时的某些环境条件下表达. 微生物及其宿主的全部药物反应 ( 药理组 ) 可用基因组或蛋白质组的方法检出. 分析基因型和表型或表达形式的全基因组方法将最终导致对微生物的发病机理、感染性疾病的快速诊断和控制感染的新策略的全面研究. 感染性疾病中最基本的问题是,如何全面地和综合性地应用感染组学,来了解微生物病原体及其宿主的相互作用.     

真菌基因组de novo测序组装的方法与实践

真菌基因组较其他真核生物基因组结构简单,长度短,易于测序、组装与注释,因此真菌基因组是研究真核生物基因组的模型。为研究真菌基因组组装策略,本研究基于Illumina HiSeq测序平台对烟曲霉菌株An16007基因组测序,分别使用5种de novo组装软件ABySS、SOAP-denovo、Velvet、MaSuRCA和IDBA-UD组装基因组,然后通过Augustus软件进行基因预测,BUSCO软件评估组装结果。研究发现,5种组装软件对基因组组装结果不同,ABySS组装的基因组较其他4种组装软件具有更高的完整性和准确性,且预测的基因数量较高,因此,ABySS更适合本研究基因组的组装。本研究提供了真菌de novo测序、组装及组装质量评估的技术流程,为基因组<100 Mb的真菌或其他生物基因组的研究提供参考。     

双孢蘑菇基因组密码子的偏好性分析

双孢蘑菇Agaricus bisporus是世界上最广泛栽培的食用菌之一.本研究通过分析双孢蘑菇基因组密码子使用偏性,探讨密码子偏性的影响因素及其对基因表达的影响.以双孢蘑菇基因组和转录组数据为依据,分析了双孢蘑菇基因组基因、高表达基因(high expression gene,HEG)和低表达基因(low expre...     

基于第二代测序技术的细菌基因组与转录组研究策略简介

随着基于第二代测序技术的细菌基因组与转录组研究越来越广泛,选择合适的研究策略变得越来越重要.就基于第二代测序技术的细菌基因组和转录组研究策略进行综述,并简要介绍细菌基因组和转录组研究中的机遇和挑战.综述细菌基因组与转录组研究的常规方法及步骤,并简要地介绍存在的问题.细菌基因组和转录组研究策略为大多数细菌的研究提供了一个...     

宏转录组技术及其研究进展

宏转录组学是一门在整体水平上研究某一特定环境、特定时期群体生物全部基因组转录情况以及转录调控规律的学科.简要概述宏转录组学的产生、研究策略及其应用情况,并对其应用前景进行展望.     

面向工业生物技术的系统生物学

工业生物技术是以微生物细胞工厂利用可再生的生物原料来生产能源、材料与化学品等的生物技术,在解决资源、能源与环境等问题方面起着越来越重要的作用。系统生物学是全面解析微生物细胞工厂及其发酵过程从"黑箱"到"白箱"的重要研究方法。系统生物学借助基因组、转录组、蛋白质组、代谢组以及代谢流组等多组学数据,可解析微生物细胞工厂在RNA、蛋白与代谢物等不同水平上的变化规律与调控机制。目前,系统生物学在微生物细胞工厂的设计创建与发酵工艺优化中起着越来越重要的指导作用,许多成功应用实例不断涌现,推动着工业生物技术的快速发展。文中重点综述基因组、转录组、蛋白质组、代谢组与代谢流组以及基因组规模的网络模型等各组学技术的最新发展及其在工业生物技术尤其是菌株改造与发酵优化中的应用,并就工业生物技术中系统生物学的未来发展方向进行展望。     

系统生物学

随着人类基因组测序计划的完成和后基因组时代的到来,国际上基因组、转录组、蛋白质、代谢组乃至表型组工作的相继开展,随着各种类型功能基因组数据的爆炸性增长,信息整合和数据挖掘的重要性显得尤为突出。有人将细胞的基因组、转录和蛋白质组综合起来称为操纵子组(Operomics)来研究功能,正体现了这种认识。 同时,随着研究的深度和复杂性增加,从生物     

重大生殖疾病的分子机制研究

重大生殖疾病是一组严重影响生殖健康,病因和临床表现高度异质的疾病群,其中女性常见的有多囊卵巢综合征(PCOS)、卵巢早衰(POF)等,遗传因素在疾病的发生发展中起到重要作用。近年来,依靠高通量技术,如全基因组关联分析、全外显子组测序等,我国在重大生殖疾病的遗传学研究中取得了重要进展,主要包括对PCOS和POF大样本散发病例及其对照进行全基因组关联研究、家系患者的全外显子组或全基因组测序研究等,鉴定出多个遗传易感位点,获得大量候选基因的信息。虽然这些研究结果为解析疾病提供了大量线索,但是也提出了更多挑战。如何深入研究这些易感位点在疾病中的致病机制,及其在复杂疾病诊治中的转化应用成为日后的工作重点,现就相关分子机制研究进展做一简要论述。     

三维基因组学在动物遗传育种中的研究进展*

三维基因组学是近年兴起的研究基因组三维空间和结构的学科,是在基因组序列、基因结构及其调控元件的基础上对基因组序列在细胞核内的三维空间结构,及其对基因复制、转录、修复和调控等生物过程中的功能进行的研究。随着高通量测序技术的出现和改进,三维基因组学相关研究也得到快速发展。重点介绍三维基因组的发展历程、研究技术、结构层次,并总结近年来三维基因组学在动物遗传育种方面的应用。     

蚊虫组学研究进展

近年来,随着高通量测序技术和生物信息学分析技术的成熟和不断革新,蚊虫基因组学、转录组学、小RNA组学也获得了快速发展。迄今为止,已有包括白纹伊蚊、埃及伊蚊、冈比按蚊在内约22种媒介蚊虫的基因组被解析报道。不同蚊种的基因组大小差异很大,且与基因组中的重复序列的多少呈正相关;蚊基因组的解析和比较基因组的分析有助于探索蚊基因组的结构和功能;转录组的研究为蚊虫嗅觉、性别决定、胚胎发育等相关基因的研究提供了有效手段;小RNA组的研究揭示了miRNA和piRNA在蚊媒抗病毒免疫通路中具有重要作用。综上所述,蚊虫组学研究为防治媒介蚊虫和蚊媒传染病病提供了理论基础和数据支撑。     

叶绿体的蛋白质组学研究进展

蛋白质组学是以基因组编码的所有蛋白为研究对象,高通量地从细胞及整体水平上研究蛋白质的组成及其功能的新兴学科。在后基因组时代的今天,蛋白质组学的研究正逐渐深入到生命科学的各个领域,21世纪蛋白质组学将成为生命科学中最热门的学科。蛋白质组分析已成为鉴定植物功能的有力工具之一,叶绿体作为比较重要的细胞器,在植物蛋白质组学中已有较多的研究,,随着双向电泳技术的改进和质谱法的出现,并与不断增多的拟南芥、水稻、玉米等植物的序列数据相结合,叶绿体蛋白质组可以被快速鉴定。本文主要介绍了植物蛋白质组学、叶绿体及其蛋白质组学研究技术和研究进展,并对蛋白质组学的研究趋势进行了展望。     

中草药表观基因组学研究现状与展望

表观遗传学的实质是非DNA突变引起可继承表型变化的遗传现象.表观基因组学是在基因组水平研究表观遗传变异的科学.中草药表观基因组学是以药用植物和药用真菌为研究对象,利用分子生物学、生物信息学及"组学"相关技术,在全基因组水平上,对表观遗传修饰调控中草药次生代谢、生长发育、胁迫响应的分子机制以及中草药活性成分对生物体表观调控的药理机制进行研究的一门学科,将为解析环境因子在中药材道地性品质形成中的作用机制及中药药理新机制提供理论基础.比较表观遗传学是中草药表观基因组学研究的主要方法.本文综述了中草药表观基因组学的研究现状,探讨并展望了中草药表观基因组学研究相关成果在阐明中药材道地性的生物学实质以及中药药理新机制等方面的理论意义和应用前景.     

真核基因可变剪接研究现状与展望

mRNA前体(pre-mRNA)的可变剪接是控制基因表达和产生蛋白质多样性的重要机制,是功能基因组时代的研究重点之一。生物信息学在识别可变剪接基因及其结构、分析可变剪接的功能和调控方式等方面具有重要作用。除了耗时的实验研究,识别可变剪接基因及其结构主要通过EST、mRNA等转录数据与基因组序列进行比对,获得同一基因的不同结构方式。分析蛋白质产物可对可变剪接的功能进行预测;潜在调控元件的统计分析则可为可变剪接调控机制的研究提供必要的数据。转录数据的时空信息以及比较基因组学对理解可变剪接信息的精确调控将提供重要资料。可变剪接及其调控机制的深入研究将为基因组和蛋白质组之间的对接提供重要的桥梁。     

昆虫比较线粒体基因组学研究进展

动物线粒体基因组因其基因组成稳定、基因排列相对保守、普遍为母系遗传、极少发生重组等而被广泛应用于进化与系统发育等研究。目前,昆虫中已有356个线粒体基因组序列被测定,代表了33个目中的28个目。大量比较基因组学研究使得我们对昆虫线粒体基因组的特征与进化方式有了较为清晰的认识。本文对昆虫线粒体基因组的测序进展、基因组的结构特征、碱基组成、控制区的特征、基因重排及其机理、进化速率及其在昆虫系统发育研究中的应用等方面的研究进展进行介绍。