基因組學(xué)與相關(guān)組學(xué)

基因組學(xué)與相關(guān)組學(xué)第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四DNA的質(zhì)粒載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞的方法①轉(zhuǎn)化，用質(zhì)粒作載體所常用的方法②轉(zhuǎn)染，用（無外殼）噬菌體DNA作載體所用的方法③轉(zhuǎn)導(dǎo)，用（有外殼）噬菌體作載體所用的方法④注射，如果宿主是比較大的動(dòng)植物細(xì)胞用注射方法把重組DNA分子導(dǎo)入

第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四組學(xué)組學(xué)（omics）是研究生物體內(nèi)某種生物大分子（比如DNA、RNA、蛋白質(zhì)或其他分子）的所有組成的學(xué)科。研究內(nèi)容包括基因組及基因組產(chǎn)物的系統(tǒng)研究，然后上升到細(xì)胞機(jī)制，分子機(jī)制和系統(tǒng)生物學(xué)的水平。第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四20世紀(jì)自然科學(xué)史上的三大計(jì)劃第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)基因組學(xué)

基因組：在個(gè)體水平代表生物所有遺傳性狀的總和；在細(xì)胞水平是一個(gè)細(xì)胞所有染色體的總和；從分子角度認(rèn)識，是一個(gè)物種所有DNA分子的總和。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。

基因組學(xué)是研究基因結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)，是對所有基因進(jìn)行基因作圖（包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄圖譜）、核苷酸序列分析、基因定位、基因結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系以及基因間相互作用的一門科學(xué)。第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四人類基因組組成第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四二、人類基因組計(jì)劃（一）、人類基因組計(jì)劃的提出

1985年6月，美國能源部提出HGP的初步草案，經(jīng)討論于1986年3月宣布實(shí)施。參與國家；美國、英國、日本、法國、德國、中國

HGP被譽(yù)為20世紀(jì)自然科學(xué)史上“最偉大的三大計(jì)劃”之一。(二）、人類基因組計(jì)劃的研究內(nèi)容和任務(wù)

研究內(nèi)容:遺傳圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖和序列圖

1993年，美國國家人類基因組研究中心修改后的HGP具體研究內(nèi)容包括：人類基因組作圖及序列分析；基因的鑒定；基因組研究技術(shù)的建立、創(chuàng)新與改進(jìn)；模式生物基因組的作圖和測序；信息系統(tǒng)的建立、信息的貯存、處理及相應(yīng)的軟件開發(fā)；與人類基因組相關(guān)的倫理學(xué)、法學(xué)和社會(huì)影響與結(jié)果的研究；研究人員的培訓(xùn)；技術(shù)轉(zhuǎn)讓及技術(shù)開發(fā)；研究計(jì)劃的外延等。第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四遺傳圖遺傳圖又稱為連鎖圖，是利用人類基因組中的一些特殊位點(diǎn)作為遺傳標(biāo)記而進(jìn)行的基因組分區(qū)。通過計(jì)算連鎖的遺傳標(biāo)記之間的重組頻率，確定它們的相對距離，即以具有遺傳多態(tài)性的遺傳標(biāo)記作為“位標(biāo)”，遺傳學(xué)距離作為“圖距”的基因組圖，圖距一般用厘摩.cM值越大，兩者之間相對距離越遠(yuǎn)。遺傳多態(tài)性為在某個(gè)遺傳位點(diǎn)上具有一個(gè)以上的等位基因,且其在群體中出現(xiàn)的頻率均高于1%。遺傳學(xué)距離則是指在減數(shù)分裂事件中,兩個(gè)位點(diǎn)之間進(jìn)行交換、重組的百分率,并規(guī)定1%的重組率為1cM(厘摩)。人基因組全長約3600cM，如兩個(gè)標(biāo)記之間相距1cM，則需3300個(gè)標(biāo)記，如兩個(gè)標(biāo)記之間相距2～5cM，則需660～1650個(gè)標(biāo)記.第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四多態(tài)性標(biāo)記第一代：限制性酶切片段長度多態(tài)性（RFLP）標(biāo)記在20世紀(jì)70年代后期建立的經(jīng)典的遺傳標(biāo)記，例如ABO血型位點(diǎn)標(biāo)記。利用限制性內(nèi)切酶特異性切割雙鏈DNA分子，由于DNA上的一個(gè)點(diǎn)的變異所造成的能切與不能切兩種狀況，可產(chǎn)生長度不同的片段，用凝膠電泳顯示多態(tài)性，利用片段多態(tài)性與表型間的關(guān)系進(jìn)行連鎖分析，找到致病基因。第二代：可串聯(lián)重復(fù)多態(tài)性（SSLP）標(biāo)記其可提供長度不同的片段，其重復(fù)單位長度為6至12個(gè)核苷酸。第三代：單核苷酸多態(tài)性（SNP）標(biāo)記單核苷酸多態(tài)性是指不同種族之間，或相同種族不同個(gè)體之間相對應(yīng)基因的DNA序列中單核苷酸之間的相同或不同程度，個(gè)體所變現(xiàn)出的表型差異。第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四物理圖物理圖(physicalmap)是通過測定遺傳標(biāo)志的排列順序與位置而繪制成的，即以一段已知核苷酸的DNA片段為“位標(biāo)”，以DNA實(shí)際長度(Mb、kb或bp)為“圖距”的基因圖譜。HGP在整個(gè)基因組染色體每隔一定距離標(biāo)上序列標(biāo)簽位點(diǎn)(STS)為“路標(biāo)”之后，隨機(jī)將每條染色體酶切為大小不等的DNA片段，以酵母人工染色體

(YAC)或細(xì)菌人工染色體

(BAC)等作為載體構(gòu)建YAC或BAC鄰接克隆系，確定相鄰STS間的物理聯(lián)系，繪制以Mb、kbp、bp為圖距的人類全基因組物理圖譜。物理圖標(biāo)和遺傳圖標(biāo)可進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四物理圖酵母人工染色體（YAC）：是利用釀酒酵母染色體的復(fù)制原件構(gòu)建的載體，其工作環(huán)境也是在釀酒酵母中。細(xì)菌人工染色體（BAC）：是基于大腸桿菌的F質(zhì)粒構(gòu)建的高容量低拷貝的質(zhì)粒載體。第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四物理圖的意義在于STS可把經(jīng)典遺傳學(xué)與細(xì)胞遺傳學(xué)的位點(diǎn)信息轉(zhuǎn)化為基因組位點(diǎn)的物理信息，基于STS位點(diǎn)信息的相連片段群又提供了研究區(qū)域的實(shí)驗(yàn)材料，以這些片段的材料可進(jìn)行該區(qū)域的基因組研究或在該區(qū)域?qū)ふ倚禄颉５?5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)錄圖轉(zhuǎn)錄圖

(transcriptionmap)又稱cDNA圖或表達(dá)圖(expressionmap)，是一種以表達(dá)序列標(biāo)簽(expressedsequencetags，EST)為位標(biāo)繪制的基因圖譜，是編碼蛋白質(zhì)的序列在基因組中的位置?？商峁┤祟惢蚪M或基因家族的準(zhǔn)確數(shù)目，每一基因的序列和在基因組中的位置，并且提供基因表達(dá)的時(shí)間和空間關(guān)系。通過從cDNA文庫中隨機(jī)挑取的克隆進(jìn)行測序所獲得的部分cDNA的5'或3'端序列稱為表達(dá)序列標(biāo)簽（EST），一般300～500bp左右。將mRNA反轉(zhuǎn)錄的cDNA或表達(dá)序列標(biāo)簽EST的部分cDNA片段作為探針與基因組DNA進(jìn)行雜交，通過標(biāo)記轉(zhuǎn)錄基因，繪制出可表達(dá)基因轉(zhuǎn)錄圖，最終繪制出人體所有組織、所有細(xì)胞以及所有發(fā)育階段的全基因組轉(zhuǎn)錄圖譜。第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)錄圖cDNA文庫的概念基因文庫指將整套基因組片段插入克隆載體獲得的分子克隆的總和。而cDNA文庫是指將整套基因組轉(zhuǎn)錄形成的所有mRNA反轉(zhuǎn)錄形成cDNA，在將cDNA插入克隆載體形成的分子克隆的總和。反轉(zhuǎn)錄PCR又稱逆轉(zhuǎn)錄PCR是擴(kuò)增mRNA的一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。先將mRNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA，然后再以cDNA為模板，用常規(guī)PCR方法加以擴(kuò)增。

轉(zhuǎn)錄圖的意義在于由于cDNA具有組織、生理與發(fā)育階段的特異性，因此EST除提供序列信息外，同時(shí)也提供該基因表達(dá)的組織、生理狀況與發(fā)育階段的信息。第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四序列圖序列圖(sequencemap)即人類基因組核苷酸序列圖，是人類基因組在分子水平上最高層次、最詳盡的物理圖。其繪制方法是在遺傳圖譜和物理圖譜基礎(chǔ)上，精細(xì)分析各克隆的物理圖譜，將其切割成易于操作的小片段，構(gòu)建YAC或BAC文庫，得到DNA測序模板，測序得到各片段的堿基序列，再根據(jù)重疊的核苷酸順序?qū)⒓簻y定序列依次排列，獲得人類全基因組的序列圖譜。其測序方法有兩種；鳥槍法測序和逐個(gè)克隆法。鳥槍法：將目的DNA隨機(jī)地處理成大小不同的片段，再將這些片段的序列連接起來的測序方法。

第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四

鳥槍法核酸序列測定第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四三、人類基因組計(jì)劃完成情況2004年10月，國際人類基因組測序聯(lián)盟在《Nature》公布了“人類基因組完成圖”，認(rèn)為人類只有2萬～2.5萬個(gè)基因。2006年5月，美英科學(xué)家發(fā)表了人類最后一個(gè)染色體第1號染色體的基因測序，標(biāo)志著解讀人體基因密碼的“生命之書”全部完成。我國于1999年10月1日正式啟動(dòng)HGP，2000年4月完成了1%的人類基因組框架圖；2001年8月繪制完成中國卷，提前2年獲得精確度達(dá)99.99%的'完成圖'序列。第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四2002年2月公布了“精細(xì)圖”研究結(jié)果人類基因總數(shù)在2萬到2.5萬個(gè)之間，低于原來估計(jì)數(shù)目的一半，說明人類在使用基因上比其它物種更為高效；基因組中存在著基因密度較高的“熱點(diǎn)”區(qū)域和大片不攜帶人類基因的“荒漠”區(qū)域。研究結(jié)果表明：基因密度在第17、19和22號染色體上最高，在X、Y、第4號和第18號染色體上密度較??；大約1/3以上基因組包含重復(fù)序列，這些重復(fù)序列的作用有待進(jìn)一步研究；所有人都具有99.99%的相同基因，任何兩個(gè)不同個(gè)體之間大約每1000個(gè)核苷酸序列中會(huì)有一個(gè)不同，這稱為單核苷酸多態(tài)性(SNP)，每個(gè)人都有自己的一套SNP，它對“個(gè)性”起著決定性的作用。第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四四、人類基因組計(jì)劃(HGP)的意義鑒定人類的全部基因?qū)⑷祟悗牖蜥t(yī)學(xué)的新時(shí)代推動(dòng)了模式生物基因組的研究促進(jìn)了學(xué)科的交叉與重組第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四一、鑒定人類的全部基因人類基因組計(jì)劃獲得了人類的全基因組序列，對研究基因組的結(jié)構(gòu)與功能有著巨大的推動(dòng)作用。HGP的大規(guī)模運(yùn)作也將推動(dòng)生物技術(shù)并肩走向操作的規(guī)?；詣?dòng)化和系統(tǒng)化。第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四二、將人類帶入基因醫(yī)學(xué)的時(shí)代隨著基因組工作框架圖的問世，許多致病單基因被確認(rèn)為候選基因，目前已經(jīng)分離到哮喘病．乳腺癌等70多種遺傳病的致病基因，多基因疾病也已經(jīng)成為疾病基因組學(xué)研究的重點(diǎn)。多基因復(fù)雜性狀基因定位將可以進(jìn)行全基因組的定位掃描，使得確認(rèn)致病基因的工作更加容易。同時(shí)HGP的完成，為基因藥物的設(shè)計(jì)提供了重要的理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)原則。第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四生命科學(xué)技術(shù)系25

人類進(jìn)入基因醫(yī)學(xué)的時(shí)代疾病診斷藥物1藥物2藥物3疾病診斷藥物1藥物2藥物3藥物敏感性測定目前的疾病治療將來的疾病治療第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四三、推動(dòng)了模式生物基因組的研究人類基因組框架圖的建立和完成，推動(dòng)了對模式生物的全基因組的測定。目前已經(jīng)完成了酵母、大腸桿菌、小鼠、線蟲、果蠅、水稻等70種生物基因組的測序和作圖。另外有1300多種生物的基因組測序正在進(jìn)行中。第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四四、促進(jìn)了學(xué)科的交叉與重組HGP的深入發(fā)展誕生了許多新學(xué)科領(lǐng)域，其中以生物信息的收集、貯存、分析、利用、共享、服務(wù)、研究、和開發(fā)為核心的生物信息學(xué)。以數(shù)據(jù)處理和作圖為主的計(jì)算生物學(xué)等等。第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四人類基因組數(shù)據(jù)庫的利用主要相關(guān)數(shù)據(jù)庫NCBI基因組站點(diǎn)：

/genbank/歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的EMBL（DNA數(shù)據(jù)庫）站點(diǎn)：

http://www.embl-heidelberg.de日本遺傳研究所的DDBJ站點(diǎn)：

http://www.ddbj.nig.ac.jp/三個(gè)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)基本一致，僅在數(shù)據(jù)格式上有所差別。是綜合性的DNA和RNA序列數(shù)據(jù)庫。

第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四GenBankGenBank是美國國家生物技術(shù)信息中心（NCBI)建立的DNA序列數(shù)據(jù)庫，從公共資源中獲取序列數(shù)據(jù)，主要是科研人員直接提供或來源于大規(guī)?；蚪M測序計(jì)劃。為保證數(shù)據(jù)盡可能的完全，GenBank與EMBL、DDBJ建立了相互交換數(shù)據(jù)的合作關(guān)系。用戶可以通過NCBI的主頁使用GenBank。GenBank的宗旨是鼓勵(lì)科研團(tuán)體對DNA序列的獲取，從而促進(jìn)數(shù)據(jù)庫中DNA序列的豐富和更新，所以NCBI對GenBank的數(shù)據(jù)使用與發(fā)送沒有任何限制。

GenBank的利用：人的22條常染色體、X、Y染色體目前序列分析的詳細(xì)資料；疾病和基因關(guān)系的教學(xué)用選擇性病例；其他生物基因組序列等。NCBI收集的基因組數(shù)據(jù)量非常大，包括2000多個(gè)病毒基因組、1000多個(gè)微生物基因組及部分真核生物基因組。第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四與醫(yī)學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)庫OMIM

該數(shù)據(jù)庫收集和更新人類基因和遺傳病中的變異信息。SAGEmap

是專門設(shè)計(jì)的一項(xiàng)獲得基因表達(dá)定量資料的技術(shù)。實(shí)驗(yàn)技術(shù)包括分子生物學(xué)、DNA序列分析和生物信息學(xué)等技術(shù)。GenesandDisease

一個(gè)面向?qū)W生和公眾的網(wǎng)站，提供一些疾病與基因關(guān)系的實(shí)例。CGAP

癌癥基因組解剖計(jì)劃：其目標(biāo)是確定正常、癌前和癌細(xì)胞的基因表達(dá)譜，以指導(dǎo)癌癥的早期診斷和治療。第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)后基因組學(xué)

一、功能基因組學(xué)功能基因組學(xué)是研究基因組中所有基因的功能的科學(xué)。它利用基因組學(xué)提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實(shí)驗(yàn)手段，在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因組中所有基因功能。研究內(nèi)容主要包括基因組的表達(dá)，蛋白質(zhì)產(chǎn)物的功能，基因組多樣性的研究，基因組功能注釋及突變檢測。第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四基因表達(dá)譜細(xì)胞在特定的條件下(不同分化階段、疾病、應(yīng)激)所表達(dá)的基因種類和數(shù)量的特定模式?；虮磉_(dá)譜的研究方法：基因芯片技術(shù)（DNA微陣列）將大量已知序列的核酸探針分子固定于支持物上后與標(biāo)記的樣品cDNA雜交。雜交信號陽性的探針分子就是在組織或細(xì)胞中表達(dá)的分子階段?？梢砸淮涡詫?xì)胞內(nèi)多種核酸分子進(jìn)行檢測和分析?；虮磉_(dá)序列分析可以快速和詳細(xì)地分析成千上萬個(gè)基因。此方法可以全面提供生物體基因表達(dá)譜信息，并且有可定量的優(yōu)勢。第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四基因芯片技術(shù)基因芯片技術(shù)主要包括四個(gè)基本要點(diǎn)：芯片方陣的構(gòu)建、樣品的制備、生物分子反應(yīng)和信號的檢測。1、芯片制備，先將玻璃片或硅片進(jìn)行表面處理，然后使DNA片段按順序排列在片芯上。2、樣品制備，生物樣品往往是非常復(fù)雜的生物分子混合體，可將樣品進(jìn)行生物處理，獲取其中的DNA、RNA，并且加以標(biāo)記，以提高檢測的靈敏度。3、生物分子反應(yīng)，芯片上的生物分子之間的反應(yīng)是芯片檢測的關(guān)鍵一步。通過選擇合適的反應(yīng)條件使生物分子間反應(yīng)處于最佳狀況中，減少生物分子之間的錯(cuò)配比率。4、芯片信號檢測，常用的芯片信號檢測方法是將芯片置入芯片掃描儀中，通過掃描以獲得有關(guān)生物信息。第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四基因芯片的測序原理

在一塊基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探針。當(dāng)溶液中帶有熒光標(biāo)記的核酸序列TATGCAATCTAG，與基因芯片上對應(yīng)位置的核酸探針產(chǎn)生互補(bǔ)匹配時(shí)，通過確定熒光強(qiáng)度最強(qiáng)的探針位置，獲得一組序列完全互補(bǔ)的探針序列。據(jù)此可重組出靶核酸的序列。

第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四基因芯片及信息收集系統(tǒng)第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四功能基因組的意義功能基因組內(nèi)容包括識別和鑒定人類基因組，分析基因的功能，研究基因表達(dá)譜。功能基因組研究具有巨大的應(yīng)用價(jià)值；在醫(yī)療衛(wèi)生方面，研究成果課用于醫(yī)藥的發(fā)現(xiàn)和發(fā)生；致病基因和易感疾病基因的鑒定和克隆，可用于全新原理的診斷治療和預(yù)防；醫(yī)生能根據(jù)患者的個(gè)體遺傳信息，設(shè)計(jì)個(gè)體化的藥物療法；科學(xué)家在人體器官和組織重組和再造方面講取得巨大進(jìn)步。第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四二、轉(zhuǎn)錄組學(xué)轉(zhuǎn)錄組(transcriptome)是指一種生物基因組表達(dá)的全部轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的總稱，包括某一環(huán)境條件、某一生命階段、某一生理或病理(功能)狀態(tài)下，生命體的細(xì)胞或組織所表達(dá)的基因種類和水平。與基因組不同，轉(zhuǎn)錄組的定義中包含了時(shí)間和空間的限定。同一細(xì)胞在不同的生長時(shí)期及生長環(huán)境下，其基因表達(dá)情況是不完全相同的。而在相同的生長時(shí)期及生長環(huán)境下，不同組織的轉(zhuǎn)錄組也是不同的。以轉(zhuǎn)錄組分析為研究內(nèi)容的研究領(lǐng)域稱為轉(zhuǎn)錄組學(xué)，即研究細(xì)胞在某一功能狀態(tài)下所含mRNA的類型與拷貝數(shù)。第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究方法包括基因芯片技術(shù)、基因表達(dá)系列分析及大規(guī)模平行測序系統(tǒng)。一種以尼龍膜為基質(zhì)的“cDNA陣列”是至今為止生物信號平行分析最成功的形式，用于檢測生物樣品中基因表達(dá)譜的改變。第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四三、蛋白質(zhì)組學(xué)一、蛋白質(zhì)組、蛋白質(zhì)組學(xué)的概念蛋白質(zhì)組(proteome)指一個(gè)細(xì)胞或一種組織的基因組所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)是在整體水平上研究細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)組成及其活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四二、蛋白質(zhì)組與基因組的比較第41頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四蛋白質(zhì)組與基因組的比較（結(jié)果）蛋白質(zhì)具有多樣性

在轉(zhuǎn)錄時(shí)，一個(gè)基因可以有多種mRNA選擇性剪接，而且同一蛋白又可能進(jìn)行多種形式的翻譯后修飾，故一個(gè)蛋白質(zhì)組不是一個(gè)基因組的直接產(chǎn)物。目前估計(jì)人類蛋白質(zhì)數(shù)量種類大約在20萬到200萬之間，遠(yuǎn)大于人類基因的數(shù)量（2.4萬～2.5萬個(gè)）。蛋白質(zhì)隨時(shí)間和空間而動(dòng)態(tài)變化在個(gè)體的不同發(fā)育階段或者細(xì)胞的不同活動(dòng)時(shí)期，在不同的外環(huán)境或者應(yīng)激條件下，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)種類是不一樣的。而個(gè)體或細(xì)胞的基因組則不發(fā)生變化。蛋白質(zhì)彼此間有著直接的影響某一種蛋白質(zhì)功能的實(shí)現(xiàn)，通常離不開它與其他蛋白質(zhì)之間的相互作用。換而言之，不與其他蛋白質(zhì)發(fā)生作用的孤立蛋白質(zhì)根本就不存在。蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)尚不成熟目前還沒有建立起想人類基因組測序那樣高效可行的技術(shù)平臺。第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四三、蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法雙向電泳：根據(jù)蛋白質(zhì)的兩個(gè)一級屬性：等電點(diǎn)和分子量的特異性，將蛋白質(zhì)混合物在電荷(等電聚焦)和分子量(變性聚丙酰胺凝膠電泳，SDS)兩個(gè)水平上進(jìn)行分離。能同時(shí)分辨上千個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)。蛋白質(zhì)組研究的發(fā)展以雙向電泳技術(shù)作為核心.

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

生物質(zhì)譜與蛋白質(zhì)鑒定：質(zhì)譜分析是通過測定樣品離子的質(zhì)荷比(m/z)來進(jìn)行成分和結(jié)構(gòu)分析的方法?？捎糜冢孩俚鞍踪|(zhì)被識別特異蛋白酶水解后得到的肽片段質(zhì)量圖譜；②串聯(lián)質(zhì)譜儀可直接測定肽段的序列；③翻譯后修飾蛋白質(zhì)的鑒定：質(zhì)譜可以進(jìn)行蛋白質(zhì)翻譯后修飾鑒定。第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四雙向電泳是等電聚焦電泳和SDS的組合，即先進(jìn)行等電聚焦電泳（按照pI分離），然后再進(jìn)行SDS（按照分子大?。?，經(jīng)染色得到的電泳圖是個(gè)二維分布的蛋白質(zhì)圖。等電聚焦電泳是利用特殊的緩沖液在聚丙烯酰胺凝膠內(nèi)制造一個(gè)pH梯度，電泳時(shí)每種蛋白質(zhì)就將遷移到等于其等電點(diǎn)（pI）處（此時(shí)此蛋白質(zhì)電荷為零），形成一個(gè)很窄的區(qū)帶。第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四四、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫蛋白信息源數(shù)據(jù)庫(PIR)蛋白序列數(shù)據(jù)庫(SWISS-PROT，TrEMBL)基因序列數(shù)據(jù)庫(Genbank，EMBL)蛋白模式數(shù)據(jù)庫(Prosite)蛋白二維凝膠電泳數(shù)據(jù)庫蛋白三維凝膠電泳數(shù)據(jù)庫(PDB,FSSP)蛋白翻譯后修飾數(shù)據(jù)庫(O-GLYCBASE)基因組數(shù)據(jù)庫(GDB,OMIM)代謝數(shù)據(jù)庫(ENZYME)第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四PIR數(shù)據(jù)庫（ProteinInformationResource）PIR數(shù)據(jù)庫是個(gè)全面的、經(jīng)過注釋的、非冗余的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫，所有序列數(shù)據(jù)都經(jīng)過整理。幫助研究者識別和解釋蛋白質(zhì)的序列信息，研究分子進(jìn)化、功能基因組。PIR是一個(gè)蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫、相關(guān)數(shù)據(jù)庫和輔助工具的集成系統(tǒng)，包括(1)能快速查詢、比較蛋白質(zhì)序列(2)查出蛋白質(zhì)的功能位點(diǎn)(3)可進(jìn)行多種方式的序列比較除了蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)外，PIR還包含以下信息：

(1)蛋白質(zhì)名稱、蛋白質(zhì)的分類、蛋白質(zhì)的來源(2)關(guān)于原始數(shù)據(jù)的參考文獻(xiàn)(3)蛋白質(zhì)功能和蛋白質(zhì)的一般特征，包括基因表達(dá)、翻譯后處理、活化等(4)序列中相關(guān)的位點(diǎn)、功能區(qū)域第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四PIR數(shù)據(jù)庫（ProteinInformationResource）第47頁，共54頁，2023年，2月20日，星期四五、蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用及進(jìn)展用于尋找疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)，如疾病蛋白質(zhì)標(biāo)志物。用于微生物蛋白質(zhì)組研究，徹底闡明病原微生物的致病機(jī)制并尋找全新的藥物作用靶點(diǎn)。蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫將成為