第4章节_代谢组幻灯片.ppt

* This slide outlines the history of metabonomics 暨南大学医学院 费 嘉 第四章 Metabolome and metabolomics 代谢组与代谢组学 组学(Omics)与系统生物学（systems biology） 基因组学（genomics）： 结构基因组学（structural genomics） 功能基因组学（functional genomics） 蛋白质组学（proteomics） 转录组学(transcriptomic) 代谢组学(metabolomics) 系统生物学（systems biology） ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 人类基因组计划（human genome project, HGP） 总体目标：15年内投入30亿美元，完成人类24条染色体的30亿个核苷酸序列分析 主要内容： 1. 基因组制图（遗传图谱、物理图谱、序列图谱、 转录图谱） 2. 基因的定位与分析 3. 基因组研究技术的建立、改进 4. 模式生物基因组的图谱绘制及测序 5. 相关课题的研究 ???????????????????????????????????????????????? 陈竺　　　　　　　　　　　强伯勤 ???????????????????????????????????????????????? 贺福初院士领导执行“人类肝脏蛋白质组计划” 后基因组时代的工作 分析所有的这些基因及其编码产物（主要是蛋白质）是如何单独和共同在生命过程中发挥作用的 。 在目前阶段研究蛋白比研究基因难得多，而成千上万的结构和功能都复杂多样的蛋白分子才是生命过程的最后执行者。 我们现在还没有有效的研究手段去揭示蛋白分子在生物体内究竟完成什么功能、又是通过何种机制去完成其生物功能的等等。 系统生物学 随着人类基因组工作的完成，生命科学研究已进入后基因组时代，当前最重要的任务之一是揭示人类基因的功能。 面对日益增长的海量的“组学”（omics）数据，还原论思维方法面临巨大的困境。1999年，以美国科学院院士Leroy Hood教授为代表的科学家提出“系统生物学”的理论。 Leroy Hood 系统生物学是研究一个生物系统中所有组成成分( DNA 、mRNA、蛋白质、细胞、组织、器官等)的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系，并分析生物系统在一定时间内的动力学过程的学科。 所要实现的是从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的关联信息的整合。 系统生物学以整合和定量研究为特征。 强调对生命现象研究要从系统和整体的层次加以研究和 把握，这一理论的提出，标志着国际生命科学研究从注 重分析开始走向系统和综合。 系统生物学医学发展的最终目的(4P医学模式) 促成一种全新的预测性和预防性医疗 （predictive and preventive medicine）方法， 并最终实现个体化的治疗（personalized medicine）。 参与性（participatory) 第二节 系统生物学时代的代谢组学 第三节 代谢组学的研究方法和分析技术 第一节 代谢组学的概念 第四节 代谢组学在医药研究中的应用 第一节 代谢组学的概念 代谢(metabolism)是生命活动中所有生物化学变化的总称，代谢活动是生命的本质特征和物质基础。因此，对代谢物的分析是研究生命活动分子基础的一个重要突破口。 代谢组(Metabolome)是指生物体内源性代谢物质的动态整体。 代谢组(Metabolome) 是1998年由Tweeddale等在研究大肠杆菌的代谢时首次提出。 其简略定义为“代谢物整体”(total metabolite pool)，并且指出，代谢物组成分析能够提供有关细胞代谢和调控的重要信息。 1999年，在近二十年生物代谢复杂系统研究的基础上，Nicholson等提出了代谢组学 （metabolomics或metabonomics）的概念 代谢组学是关于生物体内源性代谢物质的整体及其变化规律的科学。 代谢组学的中心任务包括检测、量化和编录生物内源性代谢物质的整体及其变化规律，并且通过这种变化规律探究所发生的生物学事件或过程的本质。 代谢组学 代谢组学的发展 1982 1983 1984 1989 1999 2000 2001 2002 2004