20第十九章遗传信息传递的整体性要点.ppt

（二）CGAP的目标是建立肿瘤细胞基因表达数据库和完整的基因及其变异目录 CGAP 的第一个目标是建立各种不同类型肿瘤的正常、癌前病变、癌细胞基因表达数据库，为肿瘤研究者描绘出完整的肿瘤细胞分子特征。（/SAGE） CGAP的另一目标是建立一套完整的基因及其变异目录，不仅有利于评价癌症的危险程度，而且可以根据遗传变化确定预防或治疗策略，最终根据分子特征达到治疗的目的。 （三）癌症染色体畸变计划是CGAP的另一个任务 染色体畸变包括结构变异和数目变异等 鉴定染色体畸变有利于 对肿瘤进行诊断、分类和选择性治疗 可以与某种肿瘤进行连锁或关联分析，进而定位克隆肿瘤相关基因 染色体畸变人基因组BAC 克隆库（/Chromosomes/CCAP） 代谢组学（metabonomics） 测定一个生物/细胞中所有小分子（Mr?1 000 ）组成，描绘其动态变化规律，建立系统代谢图谱，并确定这些变化与生物过程的联系。 四、代谢组学研究内源性代谢物质的动态变化规律及与生物过程的联系 代谢组学分为4个层次： ①代谢物靶标分析（metabolite target analysis） ②代谢谱分析（metabolic profiling analysis） ③代谢组学 ④代谢指纹分析（metabolic fingerprinting analysis） 代谢组学研究对象： 生物体液——血样、尿样等 完整的组织样品、组织提取液和细胞培养液 （一）代谢组学的任务是分析生物/细胞代谢产物的全貌 主要的分析工具 ①核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）：氢谱（1H-NMR）、碳谱（13C-NMR）及磷谱（31P-NMR）。 ②MS：MS按质荷比（m/z）进行各种代谢物的定性或定量分析，可得到相应的代谢产物谱。 ③色谱及联用技术：使样品的分离、定性、定量一次完成，具有较高的灵敏度和选择性。 （二）核磁共振、色谱及MS是代谢组学的主要分析工具 代谢组学研究侧重于代谢物的组成、特性与变化规律，与生理学的联系更加紧密。 疾病→机体病理生理过程变化→代谢产物的改变→比较分析与正常人的代谢产物差异→发现和筛选出疾病新的生物标记物→对相关疾病作出早期预警→发展新的有效的疾病诊断方法。 药物代谢组学的研究，可阐明药物在不同个体体内的代谢途径及其规律，将为合理用药和个体化医疗提供重要依据。 （三）代谢组学是开展预测医学和个体化医学的重要手段 小 结 生物遗传信息传递具有方向性和整体性的特点。 “组学”从整合的角度检视遗传信息的整体性，以解释生命科学的根本问题。 基因组学是阐明整个基因组结构、结构与功能的关系以及基因之间相互作用的科学。包括结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学。 转录组学在整体水平上研究细胞编码基因转录情况及转录调控规律，研究对象即细胞所能转录出来的可直接参与蛋白质翻译的mRNA总和。 蛋白质组学以细胞、组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质为研究对象，分析细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平与修饰状态，揭示蛋白质之间的相互作用及其调控规律。 药物基因组学以药物效应及安全性为目标，研究各种基因突变与药效及安全性的关系，药物基因组使药物治疗模式由诊断定向治疗转为基因定向治疗。 癌症基因组解剖计划将建立人类肿瘤细胞表达基因索引，为肿瘤的诊断、治疗带来新的希望。 代谢组学研究内源性代谢物质的组成、动态变化规律以及与生物过程的联系，代谢组学是基因组学和蛋白质组学的有力补充。 （三）推断未知基因功能，探索生命机制 转录组分析可以提供特定条件下（生理、病理、诱导刺激等）基因表达的信息，通过使用基因碱基序列数据和比较已知及未知功能的基因，推断相应未知基因的功能，揭示特定调节基因的作用机制。 三、芯片、SAGE和MPSS是转录组学研究主要技术 转录组学研究重点： 基因转录的区域 转录因子结合位点 染色质修饰点 DNA甲基化位点等 研究技术： 微阵列（microarray） SAGE MPSS （一）微阵列是大规模基因组表达谱研究的主要技术 微阵列或基因芯片（DNA chip）原理 利用光导化学合成、照相平板印刷以及固相表面化学合成等技术，在固相表面合成成千上万个寡核苷酸探针，并与放射性同位素或荧光物标记的来自不同细胞、组织或整个器官的DNA或mRNA反转录生成的第一链cDNA进行杂交，然后用特殊的检测系统对每个杂交点进行定量分析。 优点：可同时对大量基因，甚至整个基因组的基因表达进行对比分析。 微阵列技术的基本步骤 （二）SAGE在转录物水平研究细胞或组织基因表达模式 SAGE的基本原理： 用来自cDNA 3‘端特定位置9～10 bp长度的序列所含有的足够信息鉴定基因组中的所有基因 利