【正文】 以細(xì)胞、組織或機(jī)體在特定時間和空間上表達(dá)的 所有蛋白質(zhì) 即蛋白質(zhì)組（ proteome）為研究對象，分析細(xì)胞內(nèi)動態(tài)變化的蛋白質(zhì) 組成 、 表達(dá) 水平與 修飾 狀態(tài)；了解蛋白質(zhì)之間的 相互作用 與聯(lián)系；并在整體水平上研究蛋白質(zhì) 調(diào)控 的活動規(guī)律，故又稱為 全景式蛋白質(zhì)表達(dá)譜（ global protein expression profile）分析 。 RNA 與 DNA、蛋白質(zhì)，甚至 RNA本身都能發(fā)生相互作用，在生命活動的各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要功能。 （ 1889 年， Altmann 第一次分離純化出不含蛋白質(zhì)的核酸制品。常規(guī)高溫高壓滅菌方法和蛋白抑制劑不能使所有的 RNase完全失活。 小 RNA豐度測定 隨著 siRNA、 microRNA、 snoRNA等非編碼 RNA 研究的不斷深入，小 RNA 的分析和鑒定技術(shù)也逐步完善。 從這也衍生出許多相關(guān)的實驗技術(shù)，例如 microRNA 的實驗性尋靶技術(shù) 。 目前，傳統(tǒng)的反義核酸藥物已經(jīng)發(fā)展到了第三代，主要包括 肽核酸 (peptide nucleic acids ， PNA)、 鎖定核酸 (locked nucleic acid， LNA)等多種化學(xué)修飾的寡核苷酸。 核酶技術(shù)的特點 ①序列特異性； ②不編蛋白質(zhì)，無免疫原性； ③可以重復(fù)利用，所以研究進(jìn)展迅速 SELEX技術(shù) SELEX技術(shù) 適配分子技術(shù)是一種最近發(fā)展起來的體外篩選和放大技術(shù)，通過該技術(shù)可得到一段能與各種目標(biāo)分子高親和、高特異結(jié)合的核酸序列，該核酸序列稱之為適配分子(aptamer)。 1995 年，康乃爾大學(xué)的 Guo在利用反義 RNA技術(shù)特異性地抑制秀麗新小桿線蟲 (C. elegans)中的 par1基因的表達(dá)時，意外發(fā)現(xiàn)對照實驗中給線蟲注射正義 RNA(sense RNA)也能抑制 par1 基因的表達(dá)。尤其是經(jīng)過修飾后提高穩(wěn)定性的 siRNA仍可表現(xiàn)特異的基因沉默作用，為其在體內(nèi)的應(yīng)用提供了可能的前景，而且目前的研究表明，無論在細(xì)胞或動物體內(nèi)，應(yīng)用此類 siRNA 均不影響體內(nèi) miRNA 的表達(dá)和功能，進(jìn)一步說明 siRNA 應(yīng)用的可靠性。尋找和驗證這些非編碼 RNA是一個非常艱巨的工作，其中生物信息學(xué)預(yù)測是一個不可替代的有力工具。 RNA 技術(shù)的研究是 RNA 組學(xué)重要內(nèi)容之一。 1 數(shù)據(jù)的整合與挖掘技術(shù) 隨著 RNA 研究的進(jìn)步，有關(guān) RNA 的各種數(shù)據(jù)也在快速增加，例如各種表達(dá)譜數(shù)據(jù)、各類非編碼 RNA 序列信息、 RNA的高級結(jié)構(gòu)、各種研究工具和技術(shù)方法等。 jensen將這種現(xiàn)象命名為 共抑制 (cosuppression),因為導(dǎo)入的基因和其相似的內(nèi)源基因同時都被抑制 。 更重要的是， aptamer 的靶分子范圍很廣，與靶分子間的親和力和特異性更高，從 SELEX 技術(shù)建立至今，SELEX 技術(shù)和 aptamer 的研究不斷受到新的挑戰(zhàn)與更新。錘頭狀核酶的二級結(jié)構(gòu)是由核酶和底物復(fù)合物組成的三個莖環(huán)結(jié)構(gòu)。 用于生產(chǎn)其他產(chǎn)品的 RNA技術(shù)主要是指蛋白質(zhì)合成方面，如 蛋白質(zhì)的體外合成 將 RNA 的體外合成技術(shù)與蛋白質(zhì)體外合成系統(tǒng)聯(lián)合在一起可以制備許多生物工程技術(shù)不能生產(chǎn)的 毒蛋白 、人工合成氨基酸 摻入蛋白質(zhì) 等 大規(guī)模蛋白質(zhì)體外合成技術(shù)必將是今后 RNA 應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的一個重要方向 多聚核蛋白體 (polysome)：mRNA與多個核糖體的聚合物 —— 使蛋白質(zhì)合成以高速度、高效率進(jìn)行 目 錄 電鏡下的多聚核糖體現(xiàn)象 目 錄 rRNA與蛋白質(zhì)組成核糖體 目 錄 蛋白質(zhì)合成場所 核糖體的組成 目 錄 原核生物核糖體 70 S Mt 106 真核生物核糖體 80S Mt 106 直接用于藥物開發(fā)的 RNA技術(shù) 目前應(yīng)用較廣泛的主要有： 反義核酸 (狹義的 )技術(shù)、 核酶技術(shù)、 SELEX技術(shù) (systematic evolution of ligands by exponential enrichment)、 RNA 干擾、 引誘物 (decoy)技術(shù) 上述各種技術(shù)獲得的 RNA 或 DNA 及其類似物的作用都是抑制基因表達(dá)，因此，這些分子本身可作為各種疾病治療用的藥物 許多這方面的藥物已經(jīng)獲準(zhǔn)上市或處于臨床研究階段 反義核酸技術(shù) 1978 年， Zameik 等證明特異互補的寡核苷酸在體外能有效地抑制 Rous肉瘤病毒 (RSV)增殖。 如 RNAi和 microRNA作用過程中許多新蛋白的發(fā)現(xiàn)就是通過這種技術(shù)完成的，從而逐步揭示了細(xì)胞內(nèi) RNA干擾的分子機(jī)制。 與 RNA 修飾和 RNA 編輯研究相關(guān)的技術(shù)主要有： snoRNA指導(dǎo)的 2‘ O核糖甲基化修飾鑒定技術(shù) 假尿苷化修飾鑒定技術(shù) mRNA的各種編輯鑒定技術(shù)等 另外，利用引物延伸法、 S1核酸酶法等可以進(jìn)行RNA 末端鑒定。裂解不完全會降低最后得率，因為一部分 RNA會殘留在未裂解的細(xì)胞中。 ? RNA組學(xué)研究范疇（小分子 RNA） 包括： snRNA、 snoRNA、 scRNA、 催化性小 RNA（ small catalytic RNA） 、 小片段干涉 RNA（ small interfering RNA， siRNA） 、 微小 RNA（ microRNA， miRNA） Noncoding RNAs (ncRNAs) in eukaryotes Small RNA (sRNA) in bacteria Small nuclear RNAs (snRNAs) Small nucleolar RNAs (snoRNAs) MicroRNA(miRNA) Small temporal RNAs(stRNAs) Small interfering RNAs(siRNAs) RNA interference (RNAi) Guide RNAs(gRNAs) tRNA/mRNA: tmRNA 非編碼 RNA的名稱與縮寫符號 RNA 研究的進(jìn)步 與 RNA 技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān) RNA研究相關(guān)技術(shù) RNA研究相關(guān)技術(shù) RNA技術(shù)可以分為： RNA基礎(chǔ)研究相關(guān)的技術(shù) 、 RNA應(yīng)用相關(guān)的技術(shù) 、 RNA生物信息學(xué)技術(shù) . RNA基礎(chǔ)研究相關(guān)技術(shù)包括 RNA分離純化和鑒定技術(shù)、 RNA與其他生物大分子相互作用技術(shù)、 RNA高級結(jié)構(gòu)的研究技術(shù)和其他相關(guān) RNA技術(shù) 。 （二）代謝組學(xué)的主要分析工具： 核磁共振、色譜及 MS ? 代謝組學(xué)研究側(cè)重于代謝物的組成、特性與變化規(guī)律，與生理學(xué)的聯(lián)系更加緊密。 比較基因組學(xué)（ parative genomics）： 基因組之間比較鑒定，研究生物進(jìn)化，預(yù)測新基因。 轉(zhuǎn)錄組學(xué)： 研究全部 RNA的表達(dá)及功能 ? 轉(zhuǎn)錄組（ transcriptome） 指生命單元（通常是一種細(xì)胞）所能轉(zhuǎn)錄出來的所有 RNA——包括指導(dǎo)蛋白質(zhì)翻譯的 mRNA和非編碼 RNA (noncoding RNA, ncRNA)的總和。 ? 疾病 → 機(jī)體病理生理過程變化 → 代謝產(chǎn)物的改變 → 比較分析與正常人的代謝產(chǎn)物差異 → 發(fā)現(xiàn)和篩選出疾病新的生物標(biāo)記物 → 對相關(guān)疾病作出早期預(yù)警 → 發(fā)展新的有效的疾病診斷方法。 RNA應(yīng)用相關(guān)技術(shù)則包括用于生產(chǎn)其他產(chǎn)品的 RNA技術(shù)和直接用于藥物開發(fā)的 RNA技術(shù) 。細(xì)胞裂解之后要看不見顆粒狀物質(zhì)（結(jié)締組織和骨除外）。 近年來發(fā)展的 CAGE(cap analysis gene expression)，SAGE(serial analysis of gene expression)等技術(shù)可以實現(xiàn) RNA 末端大規(guī)模鑒定。 二是利用各種文庫篩選技術(shù)，如酵母三雜交技術(shù)、噬菌體展示技術(shù)、核糖體展示技術(shù)、抑制細(xì)菌轉(zhuǎn)錄終止檢測技術(shù)、 Northwestern 技術(shù)等篩選 RNA結(jié)合蛋白。 1984 年， Izant 和 Weintraub 等首次提出反義核酸技術(shù)(antisense technology)的概念。 RNA底物通過二個莖環(huán)結(jié)合到核酶上，切割位點由一個非配對堿基及與之相連的二個莖環(huán)結(jié)構(gòu)組成。 SELEX 技術(shù)改良 經(jīng)過 15年的發(fā)展， SELEX 技術(shù)不斷得到改進(jìn)與完善，實現(xiàn)了篩選流程的自動化、篩選形式的多樣化、篩選結(jié)果的快速化， aptamer 也有了多種應(yīng)用形式。 開始這被認(rèn)為是矮牽牛特有的怪現(xiàn)象 ,后來發(fā)現(xiàn)在其他許多植物中 ,甚至在真菌中也有類似的現(xiàn)象 。 相關(guān)的 RNA 數(shù)據(jù)整合與挖掘為研究者提供了良好的支持。隨著RNA組學(xué)研究的不斷深入，新的 RNA 技術(shù)也將不斷出現(xiàn)，并對 RNA 的研究、生命本質(zhì)的認(rèn)識和疾病的防治提供巨大幫助。 （它們均提供各種數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)上工具） 2 非編碼 RNA 基因的預(yù)測技術(shù) 目前的研究表明，大多數(shù)的轉(zhuǎn)錄本并不編碼蛋白質(zhì)， 這些非編碼RNA在生命過程中有著重要作用 。 由化學(xué)合成或體外轉(zhuǎn)錄的方法得到 ~21nt 的siRNA，目前應(yīng)用得最廣泛。 RNA 干擾技術(shù) 早在 1990 年，人們就發(fā)現(xiàn)植物中存在轉(zhuǎn)錄后基因沉默現(xiàn)象。3`端是一個 2’ 3’環(huán)磷酸二酯，核酶催化水解底物需要被水解部有一個特殊的三聯(lián)密碼， NUX、 (N{G、 A． U； X A、 U， C)當(dāng)三聯(lián)碼為 GUC時，被水解的活性最高。 廣義地講，反義寡核苷酸技術(shù)、反義 RNA 技術(shù)、核酶技術(shù)、 RNAi 技術(shù)等都屬于反義技術(shù)范疇。 RNA與 DNA或 RNA的相互作用也是基因調(diào)控的重要方面