基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué).-ppt課件

1、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)與神經(jīng)再生研究,NRR編輯：付霞,1,概念,基因組（Genome）一般的定義是單倍體細(xì)胞中的全套染色體為一個(gè)基因組，或是單倍體細(xì)胞中的全部基因?yàn)橐粋€(gè)基因組。 基因組測(cè)序的結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因編碼序列只占整個(gè)基因組序列的很小一部分。因此，基因組應(yīng)該指單倍體細(xì)胞中包括編碼序列和非編碼序列在內(nèi)的全部DNA分子。 核基因組是單倍體細(xì)胞核內(nèi)的全部 DNA分子；線粒體基因組則是一個(gè)線粒體所包含的全部DNA分子；葉綠體基因組則是一個(gè)葉綠體所包含的全部DNA分子。,2,基因組學(xué)（Genomics） 1986年美國(guó)科學(xué)家Thomas Roderick提出了基因組學(xué)，指對(duì)所有基因進(jìn)行基因組作圖（包括遺

2、傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄本圖譜），核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一門科學(xué)。,3,基因組研究包括兩方面的內(nèi)容：,結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomics）以全基因組測(cè)序?yàn)槟繕?biāo)，代表基因組分析的早期階段，以建立生物體高分辨率遺傳、物理和轉(zhuǎn)錄圖譜為主。 功能基因組學(xué)（functional genomics）以基因功能鑒定為目標(biāo)，又被稱為后基因組（postgenome）研究，代表基因分析的新階段，是利用結(jié)構(gòu)基因組學(xué)提供的信息研究基因功能，它以高通量、大規(guī)模實(shí)驗(yàn)方法及統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)分析為特征。,4,蛋白質(zhì)組（Proteome）指由一個(gè)基因組或一個(gè)細(xì)胞、組織表達(dá)的所有蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)組的概

3、念與基因組的概念有許多差別，它隨著組織、甚至環(huán)境狀態(tài)的不同而改變。 在轉(zhuǎn)錄時(shí)，一個(gè)基因可以多種mRNA形式剪接，并且，同一蛋白可能以許多形式進(jìn)行翻譯后的修飾。故一個(gè)蛋白質(zhì)組不是一個(gè)基因組的直接產(chǎn)物，蛋白質(zhì)組中蛋白質(zhì)的數(shù)目有時(shí)可以超過基因組的數(shù)目。,5,蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）就是指研究蛋白質(zhì)組的技術(shù)及這些研究得到的結(jié)果。,6,蛋白組學(xué)按研究對(duì)象可分為 ：,全蛋白組學(xué) (profilingproteomics)：一個(gè)生物體所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)，數(shù)量太大，難以操作。 差異蛋白組學(xué) (differentiation proteomics)：通過比較生理或病理狀態(tài)、用藥及不用藥狀態(tài)的差異表達(dá)蛋

4、白質(zhì)，用以研究疾病、確定藥物靶點(diǎn)和篩選藥物，是目前研究的主要途徑，也是蛋白質(zhì)組在應(yīng)用上最具前景的方面。,7,基因組學(xué)研究技術(shù)：,基因表達(dá)研究，包括傳統(tǒng)的RT-PCR，Rnase保護(hù)試驗(yàn)，RNA印跡雜交。但是其不足是一次只能做一個(gè)，新的高通量表達(dá)分析方法包括微點(diǎn)陣、基因表達(dá)序列分析、DNA芯片等。 基因產(chǎn)物-蛋白質(zhì)功能研究，包括利用DNA 重組技術(shù)，以及蛋白質(zhì)組研究。 蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用的研究，利用酵母雙雜交系統(tǒng)，單雜交系統(tǒng)、三雜交系統(tǒng)以及反向雜交系統(tǒng)。,8,蛋白質(zhì)組學(xué)的研究?jī)?nèi)容包括：,蛋白質(zhì)鑒定。 翻譯后修飾。 蛋白質(zhì)功能確定。,9,蛋白質(zhì)組研究的核心用于分離的二維電泳技術(shù)：,二維電泳：利

5、用蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)和分子量通過二維凝膠電泳的方法將各種蛋白質(zhì)區(qū)分開來(lái)，是一種能同時(shí)分離與展示數(shù)千種蛋白質(zhì)的技術(shù)。,10,蛋白質(zhì)組技術(shù)的支柱鑒定技術(shù)：,質(zhì)譜技術(shù)：是目前蛋白質(zhì)組研究中最具活力和潛力的技術(shù)。它通過測(cè)定蛋白質(zhì)的質(zhì)量來(lái)判別蛋白質(zhì)的種類。 圖象分析技術(shù)(Image analysis)。 微量測(cè)序(microsequencing)。 氨基酸組分分析。,11,新一代蛋白研究工具蛋白質(zhì)芯片：,蛋白質(zhì)芯片 ：蛋白質(zhì)芯片是一種高通量的蛋白功能分析技術(shù)，可用于蛋白質(zhì)表達(dá)譜分析，研究蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用，甚至DNA蛋白質(zhì)、RNA蛋白質(zhì)的相互作用，篩選藥物作用的蛋白靶點(diǎn)等。,12,基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)

6、與神經(jīng)再生,研究神經(jīng)系統(tǒng)在不同發(fā)育期、不同生理?xiàng)l件下及不同細(xì)胞類型的基因和蛋白質(zhì)表達(dá)的特點(diǎn)。 研究神經(jīng)系統(tǒng)損傷后基因和蛋白質(zhì)表達(dá)的變化。 研究神經(jīng)再生修復(fù)過程中基因和蛋白質(zhì)表達(dá)的變化。,13,維甲酸致神經(jīng)管發(fā)育缺陷中基因表達(dá)變化的cDNA芯片分析,龍曉東等。 應(yīng)用cDNA芯片技術(shù)，篩選出7個(gè)差異表達(dá)基因在兩組RA誘導(dǎo)的NTD中均呈現(xiàn)相似變化，其中NeK7、IGFBP5、ZW10、Csf3r、PSMC6、Rb1表達(dá)下調(diào)而apoa-4表達(dá)上調(diào)。,14,基因組學(xué)技術(shù)初步分析甲基汞神經(jīng)毒性功能基因,程金平等。衛(wèi)生研究 利用基因芯片篩選甲基汞暴露大鼠差異表達(dá)基因。發(fā)生顯著性改變的功能基因主要涉及到：免疫

7、應(yīng)答及解毒作用；遺傳信息傳遞與表達(dá)；細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)；神經(jīng)傳導(dǎo)；細(xì)胞增殖與分化；細(xì)胞凋亡；其它未知功能等7組。在暴露組樣本中，腦中有關(guān)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和神經(jīng)傳導(dǎo)功能基因發(fā)生了特別顯著的差異表達(dá)。,15,腦損傷后大鼠海馬差異蛋白質(zhì)組學(xué)分析,張夔鳴等。中華創(chuàng)傷雜志 通過差異熒光二維凝膠電泳分離蛋白，經(jīng)質(zhì)譜分析鑒定出腦損傷后大鼠海馬組織差異表達(dá)的蛋白質(zhì)包括：細(xì)胞骨架蛋白、介導(dǎo)能量代謝的酶類、參與核酸合成及氧化應(yīng)激反應(yīng)的蛋白質(zhì)、神經(jīng)突觸功能蛋白、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞蛋白及未知蛋白。,16,正常與腦缺血大鼠腦皮質(zhì)線粒體的比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究,楊涌濤等。第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào) 應(yīng)用二維電泳分離蛋白，用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行序列分析，鑒定出正常與腦缺血大鼠皮質(zhì)線粒體差異表達(dá)蛋白主要為TUC-4b、肌酸激酶同工酶、HS1結(jié)合蛋白、線粒