《代謝組學(xué)許國旺》ppt課件-文庫吧
2024-12-30 08:33 本頁面
【正文】 肼 ? Metabonomics, unlike the other “omics” is noninvasive 不像別的組學(xué)研究，代謝組學(xué)是無創(chuàng)的 The Need for Metabonomic Information 江南大學(xué) 10 代謝組學(xué)研究現(xiàn)狀 代謝組學(xué)屬于 全局系統(tǒng)生物學(xué)（ Global systems biology） 研究方法，便于對(duì)復(fù)雜體系的整體進(jìn)行認(rèn)識(shí)．譬如，一個(gè)正常工作的人體包括“人體”本身和與之共同進(jìn)化而來且共生的消化道微生物群體（或稱菌群），孤立地研究“人體”本身的基因，轉(zhuǎn)錄子以及蛋白質(zhì)當(dāng)然可以為人們認(rèn)識(shí)人體生物學(xué)提供重要信息，但無法提供使人體正常工作不可缺少的菌群的信息．人體血液和尿液的代謝組卻攜帶著包括菌群在內(nèi)的每一個(gè)細(xì)胞的信息，因此代謝組學(xué)方法對(duì)研究如人體這樣復(fù)雜的進(jìn)化雜合體十分有效． 江南大學(xué) 11 不同器官組織具有不同的代謝輪廓，廣譜全采集 江南大學(xué) 12 代謝組學(xué)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到了包括藥物研發(fā) ,分子生理學(xué) ,分子病理學(xué) ,基因功能組學(xué) ,營養(yǎng)學(xué) ,環(huán)境科學(xué)等重要 領(lǐng)域 .在代謝組學(xué)誕生后的 6年里 ,有關(guān)代謝組學(xué)的研究論文和專利以指數(shù)的形式逐年增長 . 江南大學(xué) 13 代謝組學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué) 系統(tǒng)生物學(xué)概念的誕生 標(biāo)志 著研究哲學(xué)由 還原論 向整體論 的變化 .系統(tǒng)生物學(xué)的中心任務(wù)就是要針對(duì)生物系統(tǒng)整體 (無論它是生物細(xì)胞 ,多細(xì)胞組織 ,器官還是生物整體 ),建立定量 ,普適 ,整體和可預(yù)測(cè) (QUIP)的認(rèn)知 . 具體而言 ,系統(tǒng)生物學(xué)研究就是要將給定生物系統(tǒng)的基因 ,轉(zhuǎn)錄 ,蛋白質(zhì)和代謝水平所發(fā)生的事件 ,相關(guān)性及其對(duì)所涉及生物過程的意義進(jìn)行整體性認(rèn)識(shí)，從而出現(xiàn)了許多的 組 和 組學(xué) 的新概念 . 江南大學(xué) 14 現(xiàn)已提出的一百多個(gè) 組 和 組學(xué) ,可以大體歸納為 基因組 /基因組學(xué),轉(zhuǎn)錄組 /轉(zhuǎn)錄組學(xué) ,蛋白質(zhì)組 /蛋白質(zhì)組學(xué) 和 代謝組 /代謝組學(xué) 四個(gè)方面 .顯而易見 ,DNA,mRNA以及蛋白質(zhì)的存在為生物過程的發(fā)生提供了物質(zhì)基礎(chǔ) (但這個(gè)過程有可能不發(fā)生 !),而代謝物質(zhì)所反映的是已經(jīng)發(fā)生了的生物學(xué)事件 .因此代謝組學(xué)是對(duì)一個(gè)生物系統(tǒng)進(jìn)行全面認(rèn)識(shí)的不可缺少的一部分 ,是全局系統(tǒng)生物學(xué) (global systems biology)的重要基礎(chǔ) 江南大學(xué) 15 第二章 微生物代謝組學(xué)的研究方法 Challenges of Metabonomics Sample Complexity and Data Handling Each sample has.., a wide range of pound classes a wide variation in metabolite concentrations a large number of potential ponents Each group of samples has…, many sample analyses are required for statistical relevance a plex raw dataset that needs to be processed differences between sample groups which need to be highlighted 江南大學(xué) 16 代謝組學(xué) (metabonomics／ metabolomics)是效仿基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的 研究思想 ，對(duì)生物體內(nèi)所有代謝物進(jìn)行定量分析，并尋找代謝物與生理病理變化的相對(duì)關(guān)系的研究方式，是系統(tǒng)生物學(xué)的組成部分。 其 研究對(duì)象 大都是相對(duì)分子質(zhì)量 1000以內(nèi)的小分子物質(zhì)。先進(jìn)分析檢測(cè)技術(shù)結(jié)合模式識(shí)別和專家系統(tǒng)等計(jì)算分析方法是代謝組學(xué)研究的 基本方法 。 江南大學(xué) 17 代謝組學(xué) 利用 高通量、高靈敏度與高精確度的現(xiàn)代分析技術(shù)， 動(dòng)態(tài)跟蹤 細(xì)胞、有機(jī)體分泌出來的體液中的代謝物的整體組成， 借助 多變量統(tǒng)計(jì)方法，來 辯識(shí)和解析 被研究對(duì)象的生理、病理狀態(tài)及其與環(huán)境因子、基因組成等的關(guān)系。 “代謝組學(xué)”是一種整體性的 研究策略 ，其研究策略有點(diǎn)類似于通過分析發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣成分，來研究發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行規(guī)律和故障診斷等的“反向工程學(xué)”的技術(shù)思路。由于代謝組學(xué)著眼于把研究對(duì)象作為一個(gè)整體來觀察和分析，也被稱為“整體的系統(tǒng)生物學(xué)”。 江南大學(xué) 18 研究方法和步驟 ：足量的代表性樣品（ 80℃ 保存） ：常用色譜 質(zhì)譜聯(lián)用 、 NMR ： PCA、 PLS、 ANN ：代謝輪廓分析和代謝組學(xué)分析 江南大學(xué) 19 The strategy for large scale metabonomics research 江南大學(xué) 20 樣品制備 微生物代謝物樣品的制備一般分為微生物培養(yǎng)、淬滅和代謝產(chǎn)物的提取。根據(jù)研究對(duì)象、目的和采用的分析技術(shù)不同 ,所需的樣品提取和預(yù)處理方法各異，不存在一種普適性的標(biāo)準(zhǔn)化方法。 微生物代謝組學(xué)研究要求微生物的生長條件是可以控制和重復(fù)的。在一個(gè)生物反應(yīng)器中，需要嚴(yán)格控制溫度、 pH、培養(yǎng)基組成、溶解氧和二氧化碳等以明確界定生長條件，建立標(biāo)準(zhǔn)的和可重復(fù)的參考培養(yǎng)條件。微生物的培養(yǎng)可以以分批、補(bǔ)料或者連續(xù)培養(yǎng)模式進(jìn)行。由于連續(xù)培養(yǎng)的菌體生理穩(wěn)定，易于控制且重現(xiàn)性較好，所以，大多數(shù)研究者傾向于應(yīng)用生物反應(yīng)器連續(xù)培養(yǎng)操作模式。 江南大學(xué) 21
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