人类基因组计划的机遇和挑战：Ⅰ.从结构基因组学到功能基因组学

人类基因组计划的机遇和挑战：Ⅰ．从结构基因组学到功能基因组学陈竺＊李伟俞曼熊慧陈赛娟（上海第二医科大学附属瑞金医院、血液学研究所、卫生部暨上海市人类基因组研究重点实验室＊上海人类基因组研究中心、上海生命科学研究中心）关键词人类基因组计划结构基因组学功...     

从结构基因组学到功能基因组学

基因组学研究随着模式生物基因组全序列测定的完成由结构基因组学阶段发展到功能基因组学阶段,基因组学成为当今最为活跃、最有影响的前沿学科.以结构基因组学的研究成果为基础,功能基因组学中各学科因其原理不同及其关键技术的特点和优势,具有各自的应用范畴和发展趋势.功能基因组学不断渗透入现代科学的各领域,促成了适用于不同研究目的新兴学科的诞生.     

基因组学相关概念及其研究进展

２０世纪以来,生命科学得到了空前的发展,大量新的概念不断涌现并相应产生了许多新兴学科,本文试图对当今研究的热点领域－基因组学,包括结构基因组学,比较基因组学,功能基因组学和较新兴的蛋白质组学、功能蛋白质组学及其相关概念、营养基因组学、生物信息学及其相关概念和近期进展做一介绍。     

功能基因组学研究概述

21世纪是生物时代和信息时代,基因组学的研究已从结构基因组学转向功能基因组学,功能基因组学时代对于基因功能的研究也由单一基因转向大规模、批量分析。对功能基因组学及相关学科的概念作了概述,综述了功能基因组学的研究内容与方法,主要包括应用差异显示反转录PCR、基因表达序列分析（SAGE）、微点阵、蛋白质组学和生物信息学等方法来研究基因组表达概况、基因组多样性和模式生物学等。     

小麦的比较基因组学和功能基因组学

小麦是异源多倍体植物,具有大的染色体组,并且基因组中重复序列所占比例较高,这些特征限制了小麦基因组研究的进展。比较基因组学方法为运用模式植物进行小麦基因组学研究提供了一个操作平台。功能基因组学的研究集中于基因组中转录表达的部分,基因功能的确定是功能基因组学研究的主要内容。对比较基因组学在小麦基因组研究中的应用和小麦功能基因组学的研究内容和方法进行了综述。     

林木基因组学研究进展

林木基因组学研究进展迅速。结构基因组学方面,已构建了近40个主要造林树种的遗传连锁图谱,在不同树种中定位了30余个重要的数量性状位点,在部分树种中开展了基因组比较和综合图谱构建研究,杨树的全基因组测序已经完成,桉树的全基因组测序正在进行。功能基因组学方面,已分析了主要造林树种多种组织的转录组EST序列,对林木次生生长与木材形成、开花和抗寒性的形成等过程开展了功能基因组学研究。另外,探讨了林木基因组学研究的发展趋势,以期为我国林木基因组学研究提供有益的参考。     

植物功能基因组学研究进展

植物功能基因组学是从整体水平研究基因的功能及表达规律的科学。对植物功能基因组学的研究将助于我们对基因功能的理解和对植物性状的定性改造和利用。本文简要介绍了植物功能基因组学的概念、研究方法和最新研究进展。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌基因组学研究进展

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidan,A.ferrooxidans)广泛存在于酸性矿物废水中,与生物冶金和环境净化紧密相关。不同来源嗜酸氧化亚铁硫杆菌全基因组的测序,为我们利用比较基因组学和功能基因组学的方法去洞察嗜酸氧化亚铁硫杆菌功能基因,提供了坚实的研究基础和丰富的科研信息。简述了嗜酸氧化亚铁硫杆菌基因组学的基本特征;从比较基因组学和功能基因组学发现了嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株基因组水平的差异;通过生物信息学概述了该菌的铁和硫代谢机制,并从细菌的功能基因组学对其在生物冶金与环境治理等应用进行了展望。     

功能基因组学的研究方法

基因组学的研究已从结构基因组学转向功能基因组学,功能基因组学时代对于基因功能的研究也由单一基因转向大规模,批量分析,本综述了功能基因组学的研究内容与方法,主要包括：差异显示反转录PCR,基因表达序列分析（SAGE）,微点阵,遗传足迹法,反求遗传学,蛋白质组学和生物信息学等新方法。     

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。     

"欧洲研究领域"中的基因组学和后基因组学研究

“欧洲研究领域”（The European Research Arda,ERA)为欧洲组织和建立农业基因组学和后基因组学研究提供了独特的框架。这一生物学研究中的新趋势的主要特点是高度的技术复杂性和多学科性。此项研究活动的成功发展,要求在研究努力以及国际合作和协调上保持高度的集中。而这只能通过在整个欧洲发展高通量的设备和实验室生物信息学基础设施,以及建立一流的研究中心网络,从而把各个国家的力量汇集在一起,才能得以实现。     

功能基因组学的研究内容与方法

基因组学的研究已从结构基因组学转向功能基因组学.综述了功能基因组学研究的内容和方法,主要包括应用微点阵、基因表达系列分析(SAGE)、蛋白质组、生物信息学等方法来研究基因组表达概况、基因组多样性、模式生物体等.     

中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室简介

中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室成立于2001年。由原“光合作用基础研究开放实验室”和“资源植物分子与发育生物学开放实验室”整合而成。实验室主要研究方向是光合作用高效转能的分子机理及蛋白质组学、植物对环境信号应答的功能基因组学和植物次生代谢分子调控与基因工程。重点实验室建立了功能基因组学、蛋白质组学、细胞生物学和生化分析等技术平台,拥有基因芯片工作站、蛋白质谱仪、激光共聚焦显微镜、电子显微镜和高效液相色谱仪等大型设备。现有15个研究组,科研人员80余人,博士后、研究生和流动人员约16…     

燕麦基因组学研究进展

燕麦具有较高的营养价值和保健功能,是一种可用于均衡营养、科学饮食的健康食品,正逐渐受到人们的青睐和认可.基因组学研究有助于燕麦重要农艺性状的定位和克隆,对开发利用燕麦优质种质资源具有重要意义.本文从以下几个方面对燕麦基因组学研究进展进行综述:(1)燕麦属基因组类型、大小及染色体倍性研究;(2)基于多种分子标记手段构建燕...     

植物功能基因组学的研究策略

植物基因组学是一门研究植物基因组内基因与遗传信息是如何有机结合并如何决定其功能的一门科学。随着植物基因组计划的顺利进行 ,植物基因组学的研究已从结构基因组学转向功能基因组学。近年来 ,多采用高通量 (highthroughput,HTP)序列分析技术、大规模实验技术及计算机统计分析技术研究植物基因组功能。概述了植物功能基因组学的最新进展。     

微生物功能基因组学研究

自从1995年流感嗜血杆菌的基因组序列测定完成之后[1],目前已有75种(株)微生物的基因组完成测序,160多种(株)微生物的基因组测序正在进行中[2]。随着各种微生物基因组测序工作的不断完成和序列信息的积累,微生物基因组学研究的重点已由结构基因组学向功能基因组学转移。微生物功能基因组学研究不仅要阐明微生物基因组内每个基因的作用或功能,还要研究基因的调节及表达谱,进而从整个基因组及其全套蛋白质产物的结构、功能、机理的高度去了解微生物生命活动的全貌,揭示微生物世界的各种前所未知的规律,并使之为人类和社会服务。与真核生物相比,虽然微生物的基因组相对简单,但微生物基因组学研究仍具有重大的科学和经济意义。在细菌基因组中,既有编码在极端环境下起催化作用的酶的基因,也有编码分解化学污染物的酶的基因,这些基因在真核细胞是不存在的。通过微生物功能基因组学研究,还能发现药物靶位和疫苗抗原。微生物基因的功能及表达研究结果也能为研究复杂生物的基因功能提供参考。近些年微生物功能基因组学研究受到了普遍重视。日本组织了十几所大学和研究机构,计划用5年时间完成大肠杆菌的功能基因组研究[3]。日本还与欧洲联合正在开展枯草杆菌功能基因组学研究[4]。其它微生物的功能基因组学研究也在进行中。由于微生物的种类繁多,功能基因组研究的内容又较丰富,要全面介绍微生物功能基因组学研究是困难的。本文仅从未知功能基因的鉴定、药物靶位及疫苗抗原研究、致病机制研究、生物功能图谱研究4个方面进行简要的评述。     

基因组学方法在植物抗逆性研究中的应用

由于植物抗逆性遗传极其复杂,因而植物抗逆性能(包括抗非生物胁迫如盐碱、干旱、低温等的能力和抗生物协迫如真菌、细菌、病毒和线虫的能力等)的提高受到了极大限制。近年来,基因组学的兴起对我们全面理解植物抗逆性起着革命性作用。结构基因组学将会使我们挖掘大量全新的抗逆基因,并能揭示各抗逆性基因的详细结构以及抗逆性遗传进化机理。功能基因组学将会阐明植物抗逆中的复杂的调控网络,揭示涉及抗逆蛋白的多样性。通过比较基因学的研究,可以把从模式植物上获得的抗逆遗传信息推广到基因组较复杂的植物上去。大规模的全新基因的发现及其在抗逆反应中的表达模式的研究和它们在抗逆应中作用的理解将会为利用遗传工程进行植物抗逆育种提供广阔的前景。     

模式植物短柄草研究新进展

短柄草(Brachypodium distachyon)株型矮小,易于种植栽培,生长周期短,自花授粉,容易繁殖。另外,短柄草基因组比较小,易于转化,与小麦具有比较近的亲缘关系,是理想的草类特别是禾本科模式植物。近年来,短柄草的研究工作在细胞遗传学、基因组学、比较基因组学、植物-病原菌相互作用、功能基因组学等研究领域取得了许多进展,包括完成了Bd-21全基因组的测序工作、构建了T-DNA插入突变体库、用遗传学的方法首次研究短柄草基因的生物学功能等。本文综述了近年来特别是2009年以来短柄草的研究进展,并对未来的研究工作做了展望。     

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。     

关于开设"基因组学"课程的探讨

"基因组学"是伴随人类基因组计划而形成的一门新兴学科.系统整体和动态量化是基因组学研究的重要特点."基因组学"课程的开设可以替代分子遗传学,同时还需要正确处理与现代遗传学、分子生物学和生物信息学等课程之间的关系.现阶段"基因组学"课程的内容主要包括结构基因组学、功能基因组学和进化基因组学,还可以根据生命科学不同专业的特点选择药物基因组学和表观基因组学等分支内容.