生命科學(xué)前沿進(jìn)展基因組學(xué)、比較基因組學(xué)和宏基因組課件

基因組學(xué)、元基因組學(xué)和功能基因組學(xué)

生命科學(xué)前沿進(jìn)展（一）§1基因組學(xué)概述基因組（genome），又稱(chēng)染色體組，是某個(gè)特定物種細(xì)胞內(nèi)全部DNA分子的總和（細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的DNA屬于該細(xì)胞器的基因組）。物種全部遺傳信息的總和。物種遺傳信息的“總詞典”控制發(fā)育的“總程序”生物進(jìn)化歷史的“總檔案”原核生物：一般只有一個(gè)環(huán)狀DNA分子，其上所有的基因?yàn)橐粋€(gè)基因組；

真核生物：指一個(gè)物種的單倍體染色體所含有的全部DNA分子；真核生物通常含有2～3個(gè)基因組－核基因組（Nucleargenome）－線粒體基因組（Mitochondrialgenome）－質(zhì)體基因組（Plastidgenome）真核細(xì)胞中的細(xì)胞器(如葉綠體、線粒體等)中的DNA也為環(huán)狀，構(gòu)成葉綠體基因組、線粒體基因組

Ifnotspecified,“genome”usuallyreferstothenucleargenome.基因組基因組大小(kb)型式病毒MS4單鏈RNASV405環(huán)狀雙鏈DNAX1745環(huán)狀單鏈DNASARS-CoV30單鏈RNA單純皰疹病毒152線性雙鏈DNAT2、T4、T6165天花267細(xì)菌支原體(M.hominis)760大腸桿菌(E.coli)4,600環(huán)狀雙鏈DNA真核生物單倍體染色體數(shù)目酵母(S.cerevisiae)13,00016線蟲(chóng)(C.elegans)100,0006擬南芥(A.thaliana)100,0005果蠅(D.melanognater)165,0004人(H.sapiens)3,000,00023玉米(Z.mays)4,500,00010蠑螈(A.spp.)76,000,00014不同生物基因組大小的比較原核生物基因組結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1、原核生物基因組一般比真核生物基因組小得多

E.coli的基因組(4.6Mb)約為酵母基因組(12.1Mb)的2/52、絕大部分原核生物基因組由一個(gè)單一的環(huán)狀DNA分子組成3、原核生物的基因通常比真核生物的少E.coli：4000多個(gè)基因，人：~30000個(gè)4、原核生物的基因絕大多數(shù)是連續(xù)基因，不含間隔的內(nèi)含子；基因組結(jié)構(gòu)緊密，重復(fù)序列遠(yuǎn)少于真核生物的基因組。例子：E.coliK-12

雙鏈環(huán)狀DNA分子，全基因組長(zhǎng)為4,600kb；目前已經(jīng)定位的基因有4,289個(gè)；非編碼區(qū)占的比例約為11.4%。真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)真核生物基因組DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，儲(chǔ)存于細(xì)胞核內(nèi)，除配子細(xì)胞外，體細(xì)胞內(nèi)的基因的基因組是雙份的（即雙倍體，diploid），即有兩份同源的基因組。真核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順?lè)醋樱∕onocistron），即一個(gè)結(jié)構(gòu)基因經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯生成一個(gè)mRNA分子和一條多肽鏈，每個(gè)基因轉(zhuǎn)錄有各自的調(diào)節(jié)元件。存在重復(fù)序列，重復(fù)次數(shù)可達(dá)百萬(wàn)次以上?；蚪M中不編碼的區(qū)域多于編碼區(qū)域。大部分基因含有內(nèi)含子，因此，基因是不連續(xù)的?；蚪M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原核生物的基因組，具有許多復(fù)制起點(diǎn)，而每個(gè)復(fù)制子的長(zhǎng)度較小。人類(lèi)基因組的組成

核基因組(nucleargenome)：由大約30億bp組成，分為24條線性DNA分子(55~250Mb)，分別包含在24條不同的染色體中(22條常染色體和2條性染色體X、Y)

線粒體基因組(mitochondriongenome)：長(zhǎng)為16,569bp的環(huán)狀DNA分子，位于產(chǎn)生能量的細(xì)胞器——線粒體中基因組學(xué)（genomics）以分子生物學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為研究手段，以生物體內(nèi)全部基因?yàn)檠芯繉?duì)象，在全基因背景下和整體水平上分析生命體（包括人類(lèi)）全部基因組結(jié)構(gòu)及功能，探索生命活動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律及其內(nèi)外環(huán)境影響機(jī)制的科學(xué)。對(duì)物種的所有基因進(jìn)行定位、作圖、測(cè)序和功能分析由美國(guó)人T·H·Rodehck在1986年提出?；蚪M學(xué)完全改變一次只能研究單個(gè)基因的狀況，它著眼于研究并解析生物體整個(gè)基因組的所有遺傳信息。CREDIT:JOESUTLIFFScience,Vol291:1221.FishinginaMoreEffectiveWay!基因組學(xué)領(lǐng)域的分類(lèi)根據(jù)生物系統(tǒng)特征分類(lèi)結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(Structuralgenomics)功能基因組學(xué)(Functionalgenomics)基因組圖譜繪制、測(cè)序基因和基因組組織基因組調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特征轉(zhuǎn)錄組學(xué)(Transcriptomics)蛋白質(zhì)組學(xué)(Proteomics)代謝組學(xué)(Metabolomics)結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（Structuralgenomics）基因、蛋白質(zhì)和其它生物大分子的全基因組（genome-wide）結(jié)構(gòu)研究，包括基因組圖譜繪制、基因組測(cè)序、基因組組織、以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)描述。曼哈頓計(jì)劃阿波羅登月計(jì)劃人類(lèi)基因組計(jì)劃HGP(HumanGenomeProject)是一項(xiàng)規(guī)模宏大的科學(xué)計(jì)劃，其旨在測(cè)定組成人類(lèi)染色體（指單倍體）中所包含的30億個(gè)核苷酸序列的堿基組成，從而繪制人類(lèi)基因組圖譜，并且辨識(shí)并呈現(xiàn)其上的所有基因及其序列，進(jìn)而破譯人類(lèi)遺傳信息。人類(lèi)基因組計(jì)劃是人類(lèi)為了解自身的奧秘所邁出的重要一步，是繼曼哈頓計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃之后，人類(lèi)科學(xué)史上的又一個(gè)偉大工程。

了解人類(lèi)自身奧秘的計(jì)劃亨利.格雷(H．Gray)繪制了第一張人體解剖圖，解開(kāi)了許多人體奧秘，為近代醫(yī)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。人類(lèi)基因組計(jì)劃將最終繪制出人體的第二張解剖圖，從基因水平上揭示出人體的奧秘，奠定21世紀(jì)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)飛躍發(fā)展的基礎(chǔ)。亨利.格雷人體的第二張解剖圖這張解剖圖將包括4張小圖，包括了人類(lèi)基因組計(jì)劃的全部主要內(nèi)容，它們分別是遺傳圖（連鎖圖）、物理圖、序列圖和轉(zhuǎn)錄圖

第一張圖是遺傳圖，又叫連鎖圖。它是以在某個(gè)遺傳位點(diǎn)上具有多個(gè)等位基因的遺傳標(biāo)記作為"路標(biāo)"，以遺傳學(xué)上的距離即兩個(gè)遺傳位點(diǎn)之間進(jìn)行交換、重組的百分率cM作為"圖距"，反映基因遺傳效應(yīng)的基因組圖。物理圖是基因組計(jì)劃的第二張圖。物理圖以一個(gè)"物理標(biāo)記"作為路標(biāo)，以Mb、Kb、bP作為圖距的基因組圖。物理圖與遺傳圖相互參照就可以把遺傳學(xué)的信息轉(zhuǎn)化為物理學(xué)信息。人類(lèi)基因組物理圖的問(wèn)世是基因組計(jì)劃中的一個(gè)重要里程碑，被遺傳學(xué)家譽(yù)為20世紀(jì)的"生命（生物學(xué)）周期表"。第三張圖是序列圖，可以說(shuō)它是人類(lèi)基因組在分子水平上最高層次、最為詳盡的物理圖。測(cè)定總長(zhǎng)為1米、由30億對(duì)核昔酸組成的基因組全部DNA序列，是基因組計(jì)劃中最為明確、最為艱巨的定時(shí)、定量、定質(zhì)的硬任務(wù)。人類(lèi)基因組計(jì)劃所提供的人類(lèi)核酸序列圖，蘊(yùn)藏了決定我們生、老、病、死的所有遺傳信息，將成為人類(lèi)認(rèn)識(shí)自我、改造自我－使人類(lèi)健康長(zhǎng)壽的知識(shí)源泉，為21世紀(jì)現(xiàn)代生物學(xué)和醫(yī)學(xué)奠定了基礎(chǔ)。我們知道，生物性狀是由結(jié)構(gòu)或功能蛋白決定的，功能蛋白是由信使RNA（mRNA）編碼的，mRNA又是由編碼蛋白功能基因轉(zhuǎn)錄而來(lái)的。轉(zhuǎn)錄圖就是測(cè)定這些可表達(dá)片段（EST）的標(biāo)記圖。第四張圖是轉(zhuǎn)錄圖

事實(shí)上，整個(gè)人類(lèi)基因組中有97％的部分由不被轉(zhuǎn)錄的DNA組成，只有2％－3％的DNA序列具有編碼蛋白質(zhì)的功能。在人體某一特定的組織中僅有10％的基因被表達(dá)。也就是說(shuō)，只有不足1萬(wàn)個(gè)不同類(lèi)型的RNA分子（只有在胎兒的腦組織中，可能有30％－60％）的基因被表達(dá)。如果將這些mRNA通過(guò)一種反轉(zhuǎn)錄的過(guò)程構(gòu)建成cDNA文庫(kù)，然后再測(cè)定這些DNA的序列，最終繪制成一張可表達(dá)基因圖--轉(zhuǎn)錄圖。有了一張總的轉(zhuǎn)錄圖，我們就可以了解某基因在不同的時(shí)間、不同組織的表達(dá)情況；可以了解不同組織中不同基因的表達(dá)；還可以了解正常條件下與異常狀況下基因表達(dá)的差異。

與人類(lèi)登月計(jì)劃相比，HGP的資金投入少，但它對(duì)人類(lèi)生活的影響都可能更深遠(yuǎn)。隨著這個(gè)計(jì)劃的完成，DNA分子中儲(chǔ)藏的有關(guān)人類(lèi)生存和繁衍的全部遺傳信息將被破譯，它將幫助我們理解人類(lèi)如何作為健康人發(fā)揮正常生理功能，還將最終揭示嚴(yán)重危害人類(lèi)健康疾病的機(jī)理。1985年，美國(guó)能源部（DOE）率先提出，旨在闡明人類(lèi)基因組DNA長(zhǎng)達(dá)30億堿基對(duì)（basepair，bp）的序列。發(fā)現(xiàn)所有人類(lèi)基因并闡明其在染色體上的位置，從而在整體上破譯人類(lèi)遺傳信息。1986年美國(guó)宣布啟動(dòng)“人類(lèi)基因組啟動(dòng)計(jì)劃”；1988年，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者和諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的獲得者詹姆斯·沃森領(lǐng)導(dǎo)著國(guó)家衛(wèi)生研究院中新成立的一個(gè)基因組研究中心，加入了這個(gè)計(jì)劃。但由于與上司意見(jiàn)不一，沃森不得不于1992年離開(kāi)該計(jì)劃，其位置由弗朗西斯·柯林斯取代。1990年，NIH和DOE聯(lián)合提出美國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃，正式啟動(dòng)HGP，計(jì)劃于15年內(nèi)提供30億美元的資助，在2005年完成人類(lèi)基因組全部序列的測(cè)定。隨后，該計(jì)劃擴(kuò)展為國(guó)際合作的人類(lèi)基因組計(jì)劃，英國(guó)、日本、法國(guó)、德國(guó)和中國(guó)先后加入，形成了國(guó)際基因組測(cè)序聯(lián)盟。國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃塞雷拉人類(lèi)基因組計(jì)劃

在國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)際計(jì)劃”）啟動(dòng)八年后的1998年，美國(guó)科學(xué)家克萊格·凡特爾創(chuàng)辦了一家名為塞雷拉基因組（CeleraGenomics）的小私立公司，開(kāi)展自己的人類(lèi)基因組計(jì)劃。與國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃相比，公司希望能以更快的速度和更少的投資（3億美元，僅為國(guó)際計(jì)劃的十分之一）來(lái)完成。塞雷拉基因組的另起計(jì)劃被認(rèn)為對(duì)人類(lèi)基因組計(jì)劃是一件好事，因?yàn)槿桌蚪M的競(jìng)爭(zhēng)促使國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃不得不改進(jìn)其策略，進(jìn)一步加速其工作進(jìn)程，使得人類(lèi)基因組計(jì)劃得以提前完成。國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃VS塞雷拉計(jì)劃Celera:CraigVenterIntl.Cons:FrancisCollins基因的知識(shí)產(chǎn)權(quán)之爭(zhēng)塞雷拉基因組一開(kāi)始宣稱(chēng)只尋求對(duì)200至300個(gè)基因的專(zhuān)利權(quán)保護(hù)。1999年，塞雷拉申請(qǐng)對(duì)6500個(gè)完整的或部分的人類(lèi)基因進(jìn)行初步專(zhuān)利保護(hù)。此外，塞雷拉建立之初，同意與國(guó)際計(jì)劃分享數(shù)據(jù)，但這一協(xié)定很快就因?yàn)槿桌芙^將自己的測(cè)序數(shù)據(jù)存入可以自由訪問(wèn)的公共數(shù)據(jù)庫(kù)GenBank而破裂。雖然塞雷拉承諾根據(jù)1996年百慕達(dá)協(xié)定每季度發(fā)表他們的最新進(jìn)展（國(guó)際計(jì)劃則為每天），但不同于國(guó)際計(jì)劃的是，他們不允許他人自由發(fā)布或無(wú)償使用他們的數(shù)據(jù)。2000年，美國(guó)總統(tǒng)克林頓宣布所有人類(lèi)基因組數(shù)據(jù)不允許專(zhuān)利保護(hù)，且必須對(duì)所有研究者公開(kāi)，塞雷拉不得不決定將數(shù)據(jù)公開(kāi)。這一事件也導(dǎo)致塞雷拉的股票價(jià)格一路下挫，并使倚重生物技術(shù)股的納斯達(dá)克受到重挫；兩天內(nèi)，生物技術(shù)板塊的市值損失了約500億美元。國(guó)際人類(lèi)基因組測(cè)序聯(lián)盟的所用于測(cè)序的基因組取樣于一大批捐獻(xiàn)者的血液和精子。只有少量的樣品被用做DNA測(cè)序，又由于捐獻(xiàn)者的身份是保密的，因此無(wú)論是捐獻(xiàn)者或是科學(xué)家都不知到用于測(cè)序的DNA是來(lái)自哪些人。有非正式的報(bào)道（在基因組計(jì)劃的團(tuán)體內(nèi)部也盛行的說(shuō)法）指出用于國(guó)際基因組計(jì)劃的大部分DNA來(lái)自于住在紐約州布法羅的一名男性捐獻(xiàn)者（編號(hào)為RP11）。塞雷拉基因組計(jì)劃使用的DNA樣品來(lái)源于五名捐獻(xiàn)者。塞雷拉基因組的首席科學(xué)家克萊格·凡特爾在一篇寫(xiě)給《科學(xué)》雜志的公開(kāi)信中承認(rèn)他本人是捐獻(xiàn)者之一?；蚪M來(lái)源Publiceffort-strategy:Celera-strategy:Celera’sviewofInternationalConsortiumInternationalConsortium’sviewofCeleraUnfaircompetition:ICdeliveringthesamegoodsbutwithstatefunding.Unfaircompetition:CeleradeliveringthesamegoodsbutcanuseICdata,whileICcannotuseCeleradata.分級(jí)鳥(niǎo)槍測(cè)序法全基因組鳥(niǎo)槍測(cè)序法基因組測(cè)序策略鳥(niǎo)槍法（shotgunsequencing）在國(guó)際計(jì)劃中，基因組被分割成多個(gè)片斷（長(zhǎng)度接近150,000個(gè)堿基對(duì)）。由于這些片斷能被插入細(xì)菌中，并利用細(xì)菌的DNA復(fù)制機(jī)器進(jìn)行復(fù)制，因此被稱(chēng)為細(xì)菌人工染色體。通過(guò)對(duì)每一個(gè)這樣的片斷分別應(yīng)用“鳥(niǎo)槍測(cè)序法”，最終將這些片斷通過(guò)配對(duì)末端法（pair-end）以及其他許多定位數(shù)據(jù)重新組裝在一起從而獲得完整的基因組。這一手段是先將基因組分成相對(duì)較大的片斷，并且在對(duì)片斷進(jìn)行測(cè)序前將其定位到每條染色體對(duì)應(yīng)位置，所以被稱(chēng)為“分級(jí)鳥(niǎo)槍測(cè)序法”。BAC的構(gòu)建pBAC108L來(lái)自細(xì)菌的一個(gè)小型F質(zhì)粒，其中oriS和repE控制了質(zhì)粒的復(fù)制起始，parB和parA控制了拷貝數(shù)。100-150Kbpinsertion塞雷拉采用了更快速同時(shí)更具風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)全基因組鳥(niǎo)槍測(cè)序法。鳥(niǎo)槍測(cè)序法的思想是將基因組打斷為數(shù)百萬(wàn)個(gè)DNA片斷，然后用一定的算法將片斷的序列信息重新整合在一起，從而得到整個(gè)基因組序列。為了提高這一方法的效率，1980年代，測(cè)序和片斷信息整合達(dá)到了自動(dòng)化。這一方法雖然已被用于序列長(zhǎng)達(dá)6百萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的細(xì)菌基因組測(cè)序，但對(duì)于人類(lèi)基因組中30億個(gè)堿基對(duì)的序列測(cè)定，這一技術(shù)能否成功在當(dāng)時(shí)還未有定論。塞雷拉基因組嘗試用全基因組鳥(niǎo)槍測(cè)序法并且沒(méi)有使用附加的定位拼接。但他們由于利用了少量的公共數(shù)據(jù)來(lái)完成計(jì)劃而招致他人詬病。全基因組鳥(niǎo)槍法序列測(cè)定技術(shù)全基因組鳥(niǎo)槍法測(cè)序（shotgunsequencing)技術(shù)：隨機(jī)挑選帶有基因組DNA的質(zhì)粒進(jìn)行末端序列測(cè)定，然后用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行序列拼接。不需要高密度的圖譜速度快、簡(jiǎn)單、成本低缺點(diǎn)：拼接組裝困難，尤其在重復(fù)序列多的區(qū)域鳥(niǎo)槍法測(cè)序技術(shù)不能鑒別高等真核生物基因組中的重復(fù)序列

1984.12猶他州阿爾塔組織會(huì)議，初步研討測(cè)定人類(lèi)整個(gè)基因組DNA序列的意義1986.3Dulbecco在《Science》撰文“腫瘤研究的轉(zhuǎn)折點(diǎn):

人類(lèi)基因組的測(cè)序”美國(guó)能源部(DOE)提出“人類(lèi)基因組計(jì)劃”草案1987美國(guó)能源部和國(guó)家衛(wèi)生研究院（NIH）聯(lián)合為“人類(lèi)基因組計(jì)劃”下?lián)軉?dòng)經(jīng)費(fèi)約550萬(wàn)美元1989美國(guó)成立“國(guó)家人類(lèi)基因組研究中心”，Watson擔(dān)任第一任主任1990.10經(jīng)美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)，人類(lèi)基因組計(jì)劃正式啟動(dòng)JamesWatsonWalterGilbert基因組計(jì)劃歷史回顧1995年，J.C.Venter所領(lǐng)導(dǎo)的TIGR（TheInstituteofGenomicReseach）完成了第一個(gè)單細(xì)胞生物基因組，流感嗜血桿菌(HaemopophilusinfluenzaeRd)全序列測(cè)定。1996年他們又完成了擁有最小基因組的單細(xì)胞生物尿道支原體(Mycoplasmagenitalium)和一種不同于原核、真核生物的單細(xì)胞生物--產(chǎn)甲烷古細(xì)菌(Methanococcusjannaschi)的全序列測(cè)定。1996完成人類(lèi)基因組計(jì)劃的遺傳作圖

啟動(dòng)模式生物基因組計(jì)劃1997大腸桿菌(E.coli)全基因組測(cè)序完成1998完成人類(lèi)基因組計(jì)劃的物理作圖開(kāi)始人類(lèi)基因組的大規(guī)模測(cè)序

Celera公司加入，與公共領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)啟動(dòng)水稻基因組計(jì)劃1999.7第5屆國(guó)際公共領(lǐng)域人類(lèi)基因組測(cè)序會(huì)議，加快測(cè)序速度大腸桿菌及其全基因組水稻基因組計(jì)劃2000Celera公司宣布完成果蠅基因組測(cè)序國(guó)際公共領(lǐng)域宣布完成第一個(gè)植物基因組——擬南芥全基因組的測(cè)序工作2000.6.26公共領(lǐng)域和Celera公司同時(shí)宣布完成人類(lèi)基因組工作草圖2001.2.15《Nature》刊文發(fā)表國(guó)際公共領(lǐng)域結(jié)果2001.2.16《Science》刊文發(fā)表Celera公司及其合作者結(jié)果2001年2月15日《Nature》封面2001年2月16日《Science》封面二000年六月二十六日克林頓宣布人類(lèi)基因組草圖繪制完成美國(guó)國(guó)家人類(lèi)基因組研究所所長(zhǎng)弗朗西斯·柯林斯在介紹情況。

2001年8月26日人類(lèi)基因組“中國(guó)卷”的繪制工作宣告完成。2002年水稻、小鼠、瘧原蟲(chóng)等基因組測(cè)序完成2003年4月14日中、美、日、德、法、英等6國(guó)科學(xué)家宣布人類(lèi)基因組序列圖繪制成功，人類(lèi)基因組計(jì)劃的所有目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)。2003年10月，2004年10月人類(lèi)基因組完成圖公布。人類(lèi)基因組包括24條染色體，約30億對(duì)核苷酸，編碼5萬(wàn)～6萬(wàn)個(gè)基因，人類(lèi)基因組中攜帶了有關(guān)人類(lèi)個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育、生老病死的全部遺傳信息。從整體上看，不同人類(lèi)個(gè)體的基因是相同的，“人類(lèi)只有一個(gè)基因組”。不同的人可能擁有不同的等位基因，這一點(diǎn)決定了人們個(gè)體上的差異。人類(lèi)基因組計(jì)劃的科學(xué)意義（1）確定人類(lèi)基因組中約5萬(wàn)個(gè)編碼基因的序列及其在基因組中的物理位置，研究基因的產(chǎn)物及其功能。（2）了解轉(zhuǎn)錄和剪接調(diào)控元件的結(jié)構(gòu)與位置，從整個(gè)基因組結(jié)構(gòu)的宏觀水平上理解基因轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)。（3）從整體上了解染色體結(jié)構(gòu)，包括各種重復(fù)序列以及非轉(zhuǎn)錄“框架序列”的大小和組織，了解各種不同序列在形成染色體結(jié)構(gòu)、DNA復(fù)制、基因轉(zhuǎn)錄及表達(dá)調(diào)控中的影響與作用。（4）研究空間結(jié)構(gòu)對(duì)基因調(diào)節(jié)的作用。有些基因的表達(dá)調(diào)控序列與被調(diào)節(jié)基因從直線距離上看，似乎相距甚遠(yuǎn)，但若從整個(gè)染色體的空間結(jié)構(gòu)上看則恰恰處于最佳的調(diào)節(jié)位置，因此，有必要從三維空間的角度來(lái)研究真核基因的表達(dá)調(diào)控規(guī)律。

（5）發(fā)現(xiàn)與DNA復(fù)制、重組等有關(guān)的序列。DNA的忠實(shí)復(fù)制保障了遺傳的穩(wěn)定性，正常的重組提供了變異與進(jìn)化的分子基礎(chǔ)。局部DNA的推遲復(fù)制、異常重組等現(xiàn)象則導(dǎo)致疾病或者胚胎不能正常發(fā)育，因此，了解與人類(lèi)DNA正常復(fù)制和重組有關(guān)的序列及其變化，將對(duì)研究人類(lèi)基因組的遺傳與進(jìn)化提供重要的結(jié)構(gòu)上的依據(jù)。（6）研究DNA突變、重排和染色體斷裂等，了解疾病的分子機(jī)制，包括遺傳性疾病、易感性疾病、放射性疾病甚至感染性疾病引發(fā)的分子病理學(xué)改變及其進(jìn)程，為這些疾病的診斷、預(yù)防和治療提供理論依據(jù)。（7）確定人類(lèi)基因組中轉(zhuǎn)座子、逆轉(zhuǎn)座子和病毒殘余序列，研究其周?chē)蛄械男再|(zhì)。了解有關(guān)病毒基因組侵染人類(lèi)基因組后的影響，可能指導(dǎo)人類(lèi)有效地利用病毒載體進(jìn)行基因治療。（8）研究染色體和個(gè)體之間的多態(tài)性。這些知識(shí)可被廣泛用于基因診斷、個(gè)體識(shí)別、親子鑒定、組織配型、發(fā)育進(jìn)化等許多醫(yī)療、司法和人類(lèi)學(xué)的研究。此外，這些遺傳信息還有助于研究人類(lèi)歷史進(jìn)程、人類(lèi)在地球上的分布與遷移以及人類(lèi)與其他物種之間的比較?；蚪M學(xué)研究的最終目標(biāo)獲得生物體全部基因組序列鑒定所有基因的功能明確基因之間的相互作用關(guān)系闡明基因組的進(jìn)化規(guī)律

中國(guó)的人類(lèi)基因組計(jì)劃在中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的支持下，于1994年啟動(dòng)，并得到國(guó)家高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。1998年，中國(guó)南方基因組中心成立；1999年北方基因組中心和中國(guó)科學(xué)院基因組中心成立。1999年9月，中國(guó)正式加入人類(lèi)基因組計(jì)劃，承擔(dān)1％的測(cè)序工作。2000年4月，完成人第3號(hào)染色體上3000萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的工作草圖。我國(guó)的基因組研究我國(guó)科學(xué)家在雞基因組學(xué)研究上的重大突破中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所在國(guó)際合作的框架下參與和主持完成的原雞基因組和家雞基因組多態(tài)性研究并于2004年12月9日發(fā)表在《自然》雜志上以主題科學(xué)論文的形式發(fā)表?！禨cience》發(fā)表論文

我國(guó)家蠶基因組研究獲國(guó)際認(rèn)可西南農(nóng)業(yè)大學(xué)家蠶基因組研究群體的研究論文《家蠶基因組框架圖》，于12月10日在國(guó)際頂尖科研雜志《Science》上發(fā)表，這標(biāo)志著我國(guó)家蠶基因組研究成果已得到國(guó)際學(xué)術(shù)界的認(rèn)可。新一代測(cè)序技術(shù)-個(gè)人基因組時(shí)代即將到來(lái)人類(lèi)基因組計(jì)劃（Humangenomeproject,HGP）用了大約10年的時(shí)間，各國(guó)政府相繼投入了幾十億美元，才完成了人類(lèi)個(gè)體全基因組序列的測(cè)序工作。而2005年以來(lái)，出現(xiàn)的新一代測(cè)序技術(shù)，卻可在1個(gè)月內(nèi)，花費(fèi)十幾萬(wàn)美元就可完成一個(gè)人類(lèi)個(gè)體全基因組序列的測(cè)序工作?，F(xiàn)在，美國(guó)、歐洲等各大生物技術(shù)公司、大型生物醫(yī)藥研究機(jī)構(gòu)等投入大量的人力物力開(kāi)始了新一輪的下一代測(cè)序技術(shù)的技術(shù)競(jìng)賽，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)1000美元完成一個(gè)人的全基因組序列的測(cè)序，加速個(gè)人基因組時(shí)代的到來(lái)。下一代測(cè)序技術(shù)又稱(chēng)為二代測(cè)序技術(shù)，其代表技術(shù)為Roche的454測(cè)序儀(RocheGSFLXsequencer),Illumina公司的Solexa基因組分析儀(IlluminaGenomeAnalyzer)ABI的SOLiD測(cè)序儀(ABISOLiDsequencer)。特點(diǎn)：

1.集成了生物醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)、微電子學(xué)、光學(xué)、材料科學(xué)和精密加工等多學(xué)科技術(shù)。

2.測(cè)序策略主要基于循環(huán)芯片測(cè)序法（Cyclic-arraysequencing）。

3.高通量并行測(cè)序。一次運(yùn)行通量達(dá)到400Mb以上，而傳統(tǒng)測(cè)序（一代測(cè)序）一輪測(cè)序的通量?jī)H為80Kb左右。

4.單分子測(cè)序。 下一代測(cè)序技術(shù)競(jìng)賽的目標(biāo)就是如何花費(fèi)1000美元在幾天內(nèi)就能對(duì)一個(gè)人的全基因組進(jìn)行測(cè)序。截至2011.5.28：

Complete-1585,Assembly-2058,Unfinished-36312010年5月20日，美國(guó)私立科研機(jī)構(gòu)克雷格·文特爾研究所宣布世界首例人造生命——完全由人造基因控制的單細(xì)胞細(xì)菌誕生，并將“人造生命”起名為“辛西婭”。這項(xiàng)具有里程碑意義的實(shí)驗(yàn)表明，新的生命體可以在實(shí)驗(yàn)室里“被創(chuàng)造”，而不是一定要通過(guò)“進(jìn)化”來(lái)完成。人造生命與合成生物學(xué)SCIENCE315:1781(30MARCH2007)Metagenomesor

complexsamples元基因組學(xué)廣義上指特定環(huán)境下所有生物遺傳物質(zhì)的總和，以生態(tài)環(huán)境中全部DNA作為研究對(duì)象通過(guò)克隆、異源表達(dá)來(lái)篩選有用基因及其產(chǎn)物，研究其功能和彼此之間的關(guān)系和相互作用，并解釋其規(guī)律的科學(xué)。狹義上則以生態(tài)環(huán)境中全部細(xì)菌和真菌基因組DNA作為研究對(duì)象，而非采用傳統(tǒng)的培養(yǎng)微生物的基因組，包含了可培養(yǎng)和不可培養(yǎng)的微生物的基因，通過(guò)克隆、異源表達(dá)來(lái)篩選有用基因及其產(chǎn)物，研究其功能和彼此關(guān)系。生境中全部微小生物遺傳物質(zhì)的總和。包含了可培養(yǎng)的和未可培養(yǎng)的微生物的基因,目前主要指環(huán)境樣品中的細(xì)菌和真菌的基因組總和。所謂元基因組學(xué)(或宏基因組學(xué),metagenomics)就是一種以環(huán)境樣品中的微生物群體基因組為研究對(duì)象,以功能基因篩選和/或測(cè)序分析為研究手段,以微生物多樣性、種群結(jié)構(gòu)、進(jìn)化關(guān)系、功能活性、相互協(xié)作關(guān)系及與環(huán)境之間的關(guān)系為研究目的的新的微生物研究方法。一般包括從環(huán)境樣品中提取基因組DNA,進(jìn)行高通量測(cè)序分析，或克隆DNA到合適的載體,導(dǎo)入宿主菌體,篩選目的轉(zhuǎn)化子等工作。

人類(lèi)元基因組學(xué)

人體內(nèi)部或體表有數(shù)以萬(wàn)億的微生物個(gè)體存活，包括細(xì)菌、古細(xì)菌、真菌、寄生蟲(chóng)和病毒等。這些微生物占人體總重量的1%-2%，成人體內(nèi)細(xì)胞約有90%為微生物細(xì)胞，其余約10%為人體細(xì)胞，因此從某種意義上說(shuō)一個(gè)完整、健康的成年人是諸多物種組成的復(fù)合體。人體內(nèi)共生的菌群包括腸道、口腔、呼吸道、生殖道等處菌群。其中許多微生物對(duì)人體健康維持有重要作用，幫助消化食物，制造維生素。同時(shí)，還有一些微生物則可能導(dǎo)致人體疾病。然而，目前對(duì)健康和疾病狀態(tài)下這些細(xì)菌、真菌和其他微生物的作用還知之甚少。國(guó)際學(xué)術(shù)界把多種微生物聚居在一起形成的系統(tǒng)叫做“微生物群落”，也稱(chēng)菌群。把人體內(nèi)所有微生物菌群基因組的總和稱(chēng)為“人體元基因組”(humanmetagenome)。人類(lèi)元基因組學(xué)(humanmetagenomics)則是研究人體元基因組結(jié)構(gòu)和功能、相互之間關(guān)系、作用規(guī)律和與疾病關(guān)系的學(xué)科。在以往的科學(xué)研究中都認(rèn)為生物體的表現(xiàn)型是由生物體自身的基因表達(dá)調(diào)控的。但是人們同時(shí)也知道人類(lèi)是與微生物共生的，比如在2005年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)表彰的就是科學(xué)家關(guān)于幽門(mén)螺旋桿菌與胃炎及胃潰瘍之間聯(lián)系的發(fā)現(xiàn)；這一發(fā)現(xiàn)其實(shí)就是人類(lèi)元基因組的的部分基因表達(dá)后的結(jié)果。人體內(nèi)微生物的編碼基因的總量大約是人類(lèi)編碼基因數(shù)目的50-100倍，這相當(dāng)于在人類(lèi)體內(nèi)存在著另一個(gè)基因組通過(guò)表達(dá)調(diào)控人體的生命健康，即第二基因組。人類(lèi)元基因組計(jì)劃又稱(chēng)“人類(lèi)第二基因組計(jì)劃”，它相當(dāng)10個(gè)人類(lèi)基因組計(jì)劃工作量，其規(guī)模和廣度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人類(lèi)基因組計(jì)劃。人類(lèi)元基因組計(jì)劃目標(biāo)是：把人體內(nèi)共生菌群的基因組序列信息都測(cè)定出來(lái)，而且要研究與人體發(fā)育和健康有關(guān)的基因功能。該計(jì)劃可能發(fā)現(xiàn)超過(guò)100萬(wàn)個(gè)新基因。該計(jì)劃完成后，將對(duì)闡明人類(lèi)許多疾病的發(fā)生機(jī)理、研究新藥物、控制藥物毒性等產(chǎn)生巨大作用?？茖W(xué)家認(rèn)為，人類(lèi)基因組和人類(lèi)元基因組這兩本“天書(shū)”繪制完成后，將有助于更好地破解人類(lèi)疾病。目前關(guān)于元基因組的研究還處于一個(gè)比較淺的階段，在現(xiàn)有的研究中普遍認(rèn)為糖尿病和肥胖癥與人體元基因組有關(guān)。2010年3月，關(guān)于人類(lèi)腸道元基因組的研究有了新的突破，在各國(guó)科學(xué)家努力下，已經(jīng)基本繪制出了人類(lèi)腸道元基因組的圖譜，這將對(duì)科學(xué)家研究腸道微生物與人類(lèi)健康的關(guān)系提供有力的幫助。歐盟資助的“人類(lèi)腸道元基因組計(jì)劃”進(jìn)行了這項(xiàng)迄今最大的腸道細(xì)菌基因研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腸道細(xì)菌共有３００多萬(wàn)個(gè)基因，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類(lèi)自身的２萬(wàn)多個(gè)基因。據(jù)介紹，這些基因分屬１０００多種不同的細(xì)菌，每個(gè)人的腸道中都有其中至少１００多種細(xì)菌。腸道細(xì)菌的種類(lèi)和數(shù)量與身體健康有著密切關(guān)系。土壤樣品富集土壤總DNA提取小片段插入（質(zhì)粒載體）大片段插入（科斯質(zhì)粒、BAC）元基因組文庫(kù)構(gòu)建序列分析法功能分析法底物誘導(dǎo)基因表達(dá)法土壤元基因組文庫(kù)構(gòu)建與篩選直接裂解法細(xì)胞分離提取法轉(zhuǎn)入寄主文庫(kù)篩選元基因組文庫(kù)用限制性內(nèi)切酶切割環(huán)境中所有細(xì)菌的整個(gè)基因組DNA，可以得到大量的基因組DNA片段，然后將這些DNA片段與載體連接，再轉(zhuǎn)化到細(xì)菌中去，讓宿主菌長(zhǎng)成克隆。這樣，一個(gè)克隆內(nèi)的每個(gè)細(xì)胞的載體上都包含有特定的基因組DNA片段，整個(gè)克隆群體就包含基因組的全部基因片段總和稱(chēng)為基因組文庫(kù)。細(xì)菌元基因組細(xì)菌人工染色體文庫(kù)篩選和基因系統(tǒng)學(xué)分析使研究者能更有效地開(kāi)發(fā)細(xì)菌基因資源，更深入地洞察細(xì)菌多樣性。如元基因組成為生物催化劑的新來(lái)源。

發(fā)現(xiàn)新基因開(kāi)發(fā)新的微生物活性物質(zhì)研究微生物群落及功能元基因組文庫(kù)的構(gòu)建策略取決于研究的整體目標(biāo)。偏重于低拷貝、低豐度基因還是高拷貝、高豐度基因要取決于研究的目的是單個(gè)基因或基因產(chǎn)物還是整個(gè)操縱子及編碼不同代謝途徑的基因簇。基因文庫(kù)的建立過(guò)程中需要選擇合適的克隆載體和宿主菌株。傳統(tǒng)的方法是直接利用表達(dá)載體構(gòu)建元基因文庫(kù)，但是表達(dá)載體可插人的宏基因片段一般小于10kb。克隆中宿主菌株的選擇主要考慮到轉(zhuǎn)化效率、宏基因的表達(dá)、重組載體在宿主細(xì)胞中的穩(wěn)定性以及目標(biāo)性狀的篩選等。目前大腸桿菌是最為常用的宿主，此外，鏈霉菌和假單胞菌也可以作為構(gòu)建文庫(kù)的宿主，不同微生物種類(lèi)所產(chǎn)生的活性物質(zhì)有明顯差異，不同的研究目標(biāo)應(yīng)選擇不同的宿主菌株。元基因組文庫(kù)的構(gòu)建樣品總DNA的提取及富集原位裂解法采用酶、高溫以及去污劑處理或一些機(jī)械破碎方法直接裂解樣品中的細(xì)胞，然后提取DNA，此法獲得的DNA的量較多，且可同時(shí)提取DNA和RNA，所得到的DNA能夠更好的代表樣品微生物的多樣性異位裂解法先從樣品中分離出細(xì)胞，再對(duì)細(xì)胞進(jìn)行裂解，此法處理?xiàng)l件溫和，所得DNA純度較高，但操作繁瑣，成本高，DNA得率也低

獲得高質(zhì)量環(huán)境樣品中的總DNA是元基因組文庫(kù)構(gòu)建的關(guān)鍵之一。要采用合適的方法，既要盡可能地完全抽提出環(huán)境樣品中的DNA，又要保持較大的片段以獲得完整的目的基因或基因簇。所以總的提取總是在最大提取量和最小剪切力之間折中。應(yīng)嚴(yán)格操作，謹(jǐn)防污染，并且保持DNA片段的完整和純度。為了更好地反映環(huán)境中的微生物種群并且提高陽(yáng)性克隆的占有率，需要在克隆之前通過(guò)不同的方法對(duì)感興趣的目的基因或基因組進(jìn)行富集，一個(gè)比較好的富集方法是穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)。

抑制性消減雜交技術(shù)是抑制性與消減雜交技術(shù)相結(jié)合的更簡(jiǎn)單、更快速的分離差異基因的方法。該方法不僅利用了消減雜交技術(shù)的消減富集，同時(shí)也利用了抑制性技術(shù)進(jìn)行了高效率的動(dòng)力學(xué)富集，所以該技術(shù)是一項(xiàng)富集特定基因、證實(shí)微生物之間基因不同的非常有用的技術(shù)方法。土壤元基因組文庫(kù)的構(gòu)建構(gòu)建土壤元基因組文庫(kù)要盡可能全面的覆蓋全部的基因組，構(gòu)建過(guò)程除DNA的提取方法的影響外，還與所選的宿主-載體系統(tǒng)有關(guān)小片段插入文庫(kù)構(gòu)建與質(zhì)粒載體的小插入片段文庫(kù)，該文庫(kù)質(zhì)?？截悢?shù)高，對(duì)土壤DNA質(zhì)量要求低，操作簡(jiǎn)單，可以直接進(jìn)行重組克隆的活性表達(dá)，只是插入片段很小<15kb只適合篩選單基因和小的操縱子產(chǎn)物，需篩選的克隆量較大大片段插入文庫(kù)一般是以細(xì)菌人工染色體或者科斯質(zhì)粒為載體的，插入片段最大可達(dá)350kb適于克隆較大的基因簇，所需篩選的克隆數(shù)量較小，缺點(diǎn)是拷貝數(shù)低，基因的擴(kuò)增和表達(dá)產(chǎn)物的獲得以及操作過(guò)程較困難載體系統(tǒng)的選擇取決于所分離的土壤DNA的質(zhì)量，文庫(kù)目的片段的平均大小，所需載體拷貝數(shù)，所采用的宿主以及篩選策略和研究的目的而定由于環(huán)境基因組的高度復(fù)雜性，需要通過(guò)高通量和高靈敏度的方法來(lái)篩選和鑒定文庫(kù)中的有用基因。篩選技術(shù)大致可分為四類(lèi):①基于核酸序列差異分析；②基于目的克隆功能的特殊代謝活性；③基于底物誘導(dǎo)基因的表達(dá)；④基于包括穩(wěn)定性同位素和熒光原位雜交在內(nèi)的其他技術(shù)。1.基于序列的篩選方法

通常根據(jù)已知相關(guān)功能基因的保守序列設(shè)計(jì)探針或PCR引物，通過(guò)雜交或PCR擴(kuò)增篩選陽(yáng)性克隆，這一策略可以分離已知基因家族的新成員和含有高度保守區(qū)的酶基因。另一種方法是對(duì)含有16SrRNA等系統(tǒng)進(jìn)化錨定基因的克隆進(jìn)行測(cè)序或?qū)ξ膸?kù)隨機(jī)測(cè)序。直接序列分析法(sequencedrivenscreeningmethod)是對(duì)所構(gòu)建元基因組文庫(kù)的克隆進(jìn)行隨機(jī)測(cè)序分析，顯然可以得到最多的信息，但需要進(jìn)行大量的測(cè)序和分析工作，需大量人力、物力及財(cái)力。元基因組文庫(kù)的篩選2.基于功能的篩選方法

功能性篩選法是以活性測(cè)定為基礎(chǔ)，通過(guò)建立和優(yōu)化合適的方法從基因組文庫(kù)中獲得具有特殊功能的克隆，然后通過(guò)序列和生化分析研究這些克隆。由于基于活性的篩選不需要已知序列的信息，故能較快地找到可用于工農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥的蛋白質(zhì)和天然產(chǎn)物。

功能性篩選法的優(yōu)點(diǎn)是篩選過(guò)程比較簡(jiǎn)單、快速，只要基因能表達(dá)，就可以根據(jù)基因表達(dá)特性進(jìn)行篩選，不需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。不足之處是這種篩選方法依賴于目的基因在新的宿主中表達(dá)，但使用模式微生物并不能把所有的元基因組DNA表達(dá)出來(lái)，故檢出的概率很低，工作量大，往往從上萬(wàn)個(gè)克隆中只能篩選到幾個(gè)有用的克隆。3.底物誘導(dǎo)基因表達(dá)篩選(substrateinducedgeneexpressionscreening,SIGEX)

SIGEX是用于能利用各種底物誘導(dǎo)的分解代謝型基因的檢出，并結(jié)合生物發(fā)光技術(shù)用來(lái)篩選代謝相關(guān)基因及酶基因。

由于編碼相關(guān)代謝基因或酶基因通常成簇存在，通常與該物質(zhì)誘導(dǎo)的啟動(dòng)子和同源轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列毗鄰，往往在有底物誘導(dǎo)的條件下才表達(dá)，反之則不表達(dá)。首先構(gòu)建一個(gè)含有綠色熒光蛋白(GFP)的表達(dá)載體，這個(gè)載體可將元基因組DNA克隆到GFP基因上游，使該基因的表達(dá)受到元基因組DNA片段中的啟動(dòng)子調(diào)控。當(dāng)外加目標(biāo)底物時(shí)，可以影響GFP的表達(dá)，進(jìn)而通過(guò)活細(xì)胞熒光分離技術(shù)(fluorescenceactivatedcellsorting,FACS)，在添加特定底物的條件下對(duì)表達(dá)庫(kù)進(jìn)行篩選，就能夠得到對(duì)該底物具有代謝活性的克隆。4.熒光原位雜交技術(shù)

熒光原位雜交(fluorescentinsituhybridization,FISH)是利用熒光標(biāo)記的特異核酸探針與細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)的靶DNA分子或RNA分子雜交，通過(guò)在熒光顯微鏡或共聚焦激光掃描儀下觀察熒光信號(hào)，來(lái)確定與特異探針雜交后被染色的細(xì)胞。FISH技術(shù)已經(jīng)用于不同生態(tài)系統(tǒng)的研究中，應(yīng)用穩(wěn)定同位素技術(shù)可以對(duì)環(huán)境中某些活性微生物的核酸進(jìn)行富集，進(jìn)而構(gòu)建元基因組文庫(kù)，更有利于尋找未培養(yǎng)微生物的功能基因。5.其他篩選策略

常規(guī)的PCR、分子雜交、抗原抗體反應(yīng)等技術(shù)也可以用于篩選。

當(dāng)前元基因組學(xué)技術(shù)中最大缺陷是文庫(kù)的表達(dá)問(wèn)題，模式微生物并不能把所有的元基因組DNA表達(dá)出來(lái)，降低了表型篩選的效率。發(fā)現(xiàn)新基因

由于自然界中大多數(shù)微生物物種及其生物量是未知的，其中存在大量不可培養(yǎng)的微生物，無(wú)法通過(guò)培養(yǎng)法進(jìn)行研究，而元基因組學(xué)的策略則突破了這一束縛。通過(guò)構(gòu)建元基因組文庫(kù)，而且從中鑒定出的大多數(shù)基因?qū)⒍际切碌幕?。開(kāi)發(fā)新的微生物活性物質(zhì)

近年來(lái)，由于極高的重復(fù)發(fā)現(xiàn)率，利用純培養(yǎng)技術(shù)從環(huán)境微生物中篩選到新活性物質(zhì)的幾率顯著下降。元基因組學(xué)則為新微生物活性物質(zhì)的開(kāi)發(fā)提供了新思路。目前通過(guò)采用土壤、海水、海洋浮游生物、海綿、甲蟲(chóng)、人唾液等環(huán)境樣品，成功構(gòu)建了元基因組文庫(kù)，篩選到多種新的活性物質(zhì)如各種酶類(lèi)及一些次生代謝產(chǎn)物等，將元基因組文庫(kù)篩選和基因改組等基因工程技術(shù)結(jié)合起來(lái)，在開(kāi)發(fā)新的微生物活性物質(zhì)方面具有巨大潛力。研究微生物群落結(jié)構(gòu)及其功能

元基因組學(xué)為認(rèn)識(shí)由可培養(yǎng)和不可培養(yǎng)微生物所構(gòu)成的復(fù)雜生境及其功能提供了可能，且必將在研究生物多樣性中發(fā)揮重要作用。運(yùn)用元基因組技術(shù)對(duì)海洋病毒已有較深入的研究，為探尋復(fù)雜微生物群落中的感應(yīng)信號(hào)分子及其基因調(diào)節(jié)機(jī)制，探知微生物物種在群落中的功能打下基礎(chǔ)。元基因組的應(yīng)用元基因組學(xué)在土壤微生物研究中的應(yīng)用土壤中多數(shù)微生物不可培養(yǎng)，這限制了微生物資源的開(kāi)發(fā)利用。元基因組學(xué)方法在開(kāi)發(fā)和利用不可培養(yǎng)微生物資源方面有巨大潛力，可以將其運(yùn)用到土壤微生物學(xué)研究中，也可以用于改造土壤、提供有機(jī)肥料和改進(jìn)糧食品種等領(lǐng)域。隨著微生物元基因組研究的不斷深入，元基因組技術(shù)也在土壤、海水微生物等研究領(lǐng)域中成功應(yīng)用

元基因組學(xué)在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中的可能應(yīng)用

到目前為止，元基因組學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域還處于起步階段，但研究結(jié)果令人振奮。如Breitbart等利用元基因組方法分析了人糞便中不可培養(yǎng)的病毒群體，發(fā)現(xiàn)該群體中包含1200個(gè)病毒基因型，對(duì)其序列分析表明大多數(shù)是之前沒(méi)有報(bào)道的。DiazTorres等利用元基因組學(xué)方法，對(duì)口腔細(xì)菌群體中耐藥基因進(jìn)行了分析，結(jié)果證明用元基因組學(xué)方法進(jìn)行耐藥情況調(diào)查和研究是可行的。Gill等建立了人腸道微生物群的元基因組，并對(duì)其代謝特征進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群結(jié)構(gòu)的改變與失衡除會(huì)導(dǎo)致腸道疾病外，還與很多慢性全身性的代謝性疾病，如糖尿病、肥胖，甚至是癌癥的發(fā)生有著密切關(guān)系。

土壤元基因組學(xué)面臨的挑戰(zhàn)土壤元基因組學(xué)文庫(kù)前端技術(shù)限制DNA的大小很難保證基因片段的完整性對(duì)于環(huán)境中DNA的廣泛性還是很難達(dá)到高的程度大片段DNA的不完整性導(dǎo)致基因的遺漏土壤元基因組學(xué)文庫(kù)下游技術(shù)瓶頸陽(yáng)性克隆的篩選頻率低下，用以往的篩選方式時(shí)，工作量大效率低目前根據(jù)核酸序列相似性及基因保守區(qū)設(shè)計(jì)探針或引物的雜交、PCR篩選，從文庫(kù)中篩選新基因的比率低于40%

土壤元基因組文庫(kù)適用范圍的限制在應(yīng)用上的限制主要來(lái)自真菌等真核生物的基因與原核的不同，所以目前篩選的元基因組文庫(kù)以及篩選的方法，大多只適用于原核生物土壤元基因組的技術(shù)改進(jìn)文庫(kù)構(gòu)建技術(shù)的改進(jìn)建立新的廣泛的宿主-載體篩選系統(tǒng)，提高克隆子的異源表達(dá)能力在構(gòu)建過(guò)程中對(duì)連接反應(yīng)改善，避免過(guò)度破壞土壤中的DNA文庫(kù)分析技術(shù)要提高將基因芯片的高通量測(cè)序技術(shù)及生物信息學(xué)分析方法應(yīng)用到元基因組文庫(kù)的篩選中抑制性消減雜交技術(shù)的應(yīng)用可以抑制非目的基因表達(dá)，提高文庫(kù)分析的精確度突變轉(zhuǎn)座子誘導(dǎo)表達(dá)技術(shù)可誘導(dǎo)雙向表達(dá)，可增強(qiáng)目的基因表達(dá)能力噬菌體表達(dá)技術(shù)和改良的反向PCR技術(shù)可提高稀有基因在文庫(kù)中的呈現(xiàn)頻率用常規(guī)的基因篩選的方法與熒光原位雜交的方法聯(lián)用加強(qiáng)對(duì)大片段克隆子的分析傳統(tǒng)的篩選方法與穩(wěn)定性同位素標(biāo)記的方法聯(lián)用可提高陽(yáng)性克隆的比率根據(jù)不同的情況和需求選擇不同的篩選方法和分析技術(shù)功能基因組學(xué)完成基因組測(cè)序，僅僅是基因組計(jì)劃的第一步，更重要的工作在于弄清楚：①基因組序列中所包含的全部遺傳信息是什么；②基因組作為一個(gè)整體如何行使功能。就是對(duì)基因組序列進(jìn)行詮釋的過(guò)程，也就是功能基因組學(xué)的研究?jī)?nèi)容。功能基因組學(xué)（Functionalgenomics）基于全基因組（genome-wide）在系統(tǒng)水平上對(duì)生物系統(tǒng)功能各方面的研究，包括基因功能、調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。功能基因組學(xué)的特征是將大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)方法與統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)學(xué)建模和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析結(jié)合起來(lái)。全面認(rèn)識(shí)和理解基因功能特征必須在RNA、蛋白質(zhì)和代謝物水平上進(jìn)行功能分析。

功能基因組學(xué)(Functionalgenomics)轉(zhuǎn)錄組學(xué)(Transcriptomics)蛋白質(zhì)組學(xué)(Proteomics)代謝組學(xué)(Metabolomics)GenomicsDNA(Gene)FunctionalGenomicsTranscriptomicsRNAProteomicsPROTEINMetabolomicsMETABOLITETranscriptionTranslationEnzymaticreactionThe“omics”nomenclature…轉(zhuǎn)錄組學(xué)（Transcriptomics）轉(zhuǎn)錄組（transcriptome）：細(xì)胞中所能轉(zhuǎn)錄得到的全部mRNA的集合轉(zhuǎn)錄組學(xué)：通過(guò)高通量方法研究轉(zhuǎn)錄物組的表達(dá)動(dòng)力學(xué)（發(fā)生和變化規(guī)律）基因在mRNA水平上的變化與蛋白相關(guān)，研究mRNA表達(dá)模式對(duì)闡明未知基因的功能、調(diào)節(jié)途徑和蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)等具有重要的意義轉(zhuǎn)錄組不是細(xì)胞的功能執(zhí)行實(shí)體，轉(zhuǎn)錄組分析只能間接探討基因的功能產(chǎn)生背景

基因組測(cè)序工作完成后，接下來(lái)的問(wèn)題是這些基因的功能是什么、不同的基因參與了哪些細(xì)胞內(nèi)不同的生命過(guò)程、基因表達(dá)的調(diào)控、基因與基因產(chǎn)物之間的相互作用、以及相同的基因在不同的細(xì)胞內(nèi)或者疾病和治療狀態(tài)下表達(dá)水平等等。因此，在人類(lèi)基因組項(xiàng)目后，轉(zhuǎn)錄組的研究迅速受到科學(xué)家的青睞。轉(zhuǎn)錄組與基因組的區(qū)別與基因組不同的是，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(zhǎng)時(shí)期及生長(zhǎng)環(huán)境下，其基因表達(dá)情況是不完全相同的。人類(lèi)基因組包含有30億個(gè)堿基對(duì)，其中大約只有2.5萬(wàn)個(gè)基因轉(zhuǎn)錄成mRNA分子，轉(zhuǎn)錄后的mRNA能被翻譯生成蛋白質(zhì)的也只占整個(gè)轉(zhuǎn)錄組的40%左右。通常，同一種組織表達(dá)幾乎相同的一套基因以區(qū)別于其他組織，如：腦組織或心肌組織等分別只表達(dá)全部基因中不同的30%而顯示出組織的特異性。轉(zhuǎn)錄組研究技術(shù)基因芯片RNA-seq基因芯片技術(shù)是通過(guò)微陣列技術(shù),將高密度DNA片段陣列通過(guò)高速機(jī)器人或原位合成方式以一定的順序或排列方式使其附著在如玻璃片等固相表面，以熒光標(biāo)記的DNA探針，借助堿基互補(bǔ)雜交原理，進(jìn)行大量的基因表達(dá)及監(jiān)測(cè)等方面研究的技術(shù)。微陣列技術(shù)巨大優(yōu)勢(shì)在于它可以并行地宏量獲取生物信息，借助此技術(shù)發(fā)展的生物芯片則提供了以核酸雜交為基礎(chǔ)的基因水平的表達(dá)監(jiān)控，多態(tài)性研究和Genotyping。從而使我們對(duì)基因表達(dá)調(diào)控有更深入的了解?；蛐酒l(fā)展歷史Southern&NorthernBlotDotBlotMacroarrayMicroarrayTwoKindsofDNAMicroarraysNaturalDNA(PCRProducts)geneexpressiongenomicDNAdetectionArtificialDNA(oligonucleotide)geneexpressionSNPgenotypinggenemutationon-chipsynthesisspottingDNAChipTechnologySolidsupport(glass,membrane,plastic,silicon)MiniaturizedarrayofDNA(geneticmaterial)WorkonthebiochemicalprincipleofDNA/DNAhybridizationHybridizedprobes(DNAmolecules)arefluorescentlylabeledReferenceTestDNADNALabelfluorescentlybynicktranslationGENERALSCANNING

-ScanArraySystem

ImageanalysisMicroarrayWheelanetal.2008RNA-Seq轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)LockhartandWinzeler2000Wangetal.2009RNA-seq即轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，就是把mRNA,smallRNA,non-codingRNA等或者其中一些用高通量測(cè)序技術(shù)把它們的序列測(cè)出來(lái),反映出它們的表達(dá)水平?；贗llumina高通量測(cè)序平臺(tái)的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)使能夠在單核苷酸水平對(duì)任意物種的整體轉(zhuǎn)錄活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，在分析轉(zhuǎn)錄本的結(jié)構(gòu)和表達(dá)水平的同時(shí)，還能發(fā)現(xiàn)未知轉(zhuǎn)錄本和稀有轉(zhuǎn)錄本，精確地識(shí)別可變剪切位點(diǎn)以及cSNP（編碼序列單核苷酸多態(tài)性），提供最全面的轉(zhuǎn)錄組信息。相對(duì)于傳統(tǒng)的芯片雜交平臺(tái)，轉(zhuǎn)錄組測(cè)序無(wú)需預(yù)先針對(duì)已知序列設(shè)計(jì)探針，即可對(duì)任意物種的整體轉(zhuǎn)錄活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，提供更精確的數(shù)字化信號(hào)，更高的檢測(cè)通量以及更廣泛的檢測(cè)范圍，是目前深入研究轉(zhuǎn)錄組復(fù)雜性的強(qiáng)大工具。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：數(shù)字化信號(hào)：直接測(cè)定每個(gè)轉(zhuǎn)錄本片段序列，單核苷酸分辨率的精確度，同時(shí)不存在傳統(tǒng)微陣列雜交的熒光模擬信號(hào)帶來(lái)的交叉反應(yīng)和背景噪音問(wèn)題。高靈敏度：能夠檢測(cè)到細(xì)胞中少至幾個(gè)拷貝的稀有轉(zhuǎn)錄本。任意物種的全基因組分析：無(wú)需預(yù)先設(shè)計(jì)特異性探針，因此無(wú)需了解物種基因信息，能夠直接對(duì)任何物種進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析。同時(shí)能夠檢測(cè)未知基因，發(fā)現(xiàn)新的轉(zhuǎn)錄本，并精確地識(shí)別可變剪切位點(diǎn)及cSNP，UTR區(qū)域。

更廣的檢測(cè)范圍：高于6個(gè)數(shù)量級(jí)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍，能夠同時(shí)鑒定和定量稀有轉(zhuǎn)錄本和正常轉(zhuǎn)錄本。RNA-Seq測(cè)序步驟轉(zhuǎn)錄組研究能夠從整體水平研究基因功能以及基因結(jié)構(gòu)，揭示特定生物學(xué)過(guò)程以及疾病發(fā)生過(guò)程中的分子機(jī)理，已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、臨床診斷和藥物研發(fā)等領(lǐng)域。轉(zhuǎn)錄組的研究應(yīng)用于臨床的的一個(gè)例子是可以將表面上看似相同的病癥分為多個(gè)亞型，尤其是對(duì)原發(fā)性惡性腫瘤，通過(guò)轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)譜的建立，可以詳細(xì)描繪出患者的生存期以及對(duì)藥物的反應(yīng)等等。

轉(zhuǎn)錄組譜可以提供什么條件下什么基因表達(dá)的信息，并據(jù)此推斷相應(yīng)未知基因的功能，揭示特定調(diào)節(jié)基因的作用機(jī)制。通過(guò)這種基于基因表達(dá)譜的分子標(biāo)簽，不僅可以辨別細(xì)胞的表型歸屬，還可以用于疾病的診斷。例如：阿爾茨海默病(Alzheimer′s

diseases,

AD)中，出現(xiàn)神經(jīng)原纖維纏結(jié)的大腦神經(jīng)細(xì)胞基因表達(dá)譜就有別于正常神經(jīng)元，當(dāng)病理形態(tài)學(xué)尚未出現(xiàn)纖維纏結(jié)時(shí)，這種表達(dá)譜的差異即可以作為分子標(biāo)志直接對(duì)該病進(jìn)行診斷。同樣對(duì)那些臨床表現(xiàn)不明顯或者缺乏診斷標(biāo)準(zhǔn)的疾病也具有診斷意義，如自閉癥。目前對(duì)自閉癥的診斷要靠長(zhǎng)達(dá)十多個(gè)小時(shí)的臨床評(píng)估才能做出判斷?；A(chǔ)研究證實(shí)自閉癥不是由單一基因引起，而很可能是由一組不穩(wěn)定的基因造成的一種多基因病變，通過(guò)比對(duì)正常人群和患者的轉(zhuǎn)錄組差異，篩選出與疾病相關(guān)的具有診斷意義的特異性表達(dá)差異，一旦這種特異的差異表達(dá)譜被建立，就可以用于自閉癥的診斷，以便能更早地，甚至可以在出現(xiàn)自閉癥臨床表現(xiàn)之前就對(duì)疾病進(jìn)行診斷，并及早開(kāi)始干預(yù)治療。ResultsLockhartandWinzeler2000蛋白質(zhì)組學(xué)（Proteomics）

蛋白質(zhì)組（proteome）：一個(gè)基因組編碼的全套蛋白質(zhì)集合，即包括一種細(xì)胞乃至一種生物所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組學(xué)：通過(guò)直接測(cè)定和鑒別蛋白質(zhì)的高通量方法，大規(guī)模地研究蛋白質(zhì)組的表達(dá)動(dòng)力學(xué)和蛋白質(zhì)相互作用?；蚪M時(shí)代→后基因組時(shí)代研究重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移mRNA水平的基因表達(dá)研究取得進(jìn)展，但mRNA與蛋白質(zhì)間的相關(guān)系數(shù)僅為0.4～0.5

蛋白質(zhì)自身特點(diǎn)難以從DNA和mRNA水平得到解答

蛋白質(zhì)組研究更為復(fù)雜和困難：蛋白質(zhì)數(shù)目大大超過(guò)基因數(shù)目（剪切、修飾）。蛋白質(zhì)隨時(shí)間和空間而變化。

蛋白質(zhì)組學(xué)研究的手段蛋白質(zhì)組研究的核心技術(shù)：用于分離的雙向電泳（2-DE）蛋白質(zhì)組技術(shù)的支柱：鑒定技術(shù)蛋白質(zhì)組研究的百科全書(shū)：數(shù)據(jù)庫(kù)GeneralflowforproteomicsanalysisSEPARATIONIDENTIFICATION（一）雙向凝膠電泳雙向凝膠電泳two-dimensionalelectrophoresis，2-DE)：利用蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)和分子量，結(jié)合凝膠化學(xué)特性，分離各種蛋白質(zhì)的方法。雙向凝膠電泳(2-DE)是目前最佳的展示大量蛋白質(zhì)并進(jìn)行蛋白質(zhì)定量分析的一種方法。

蛋白質(zhì)組研究的發(fā)展以雙向電泳技術(shù)作為核心.雙向電泳由O’Farrell于1975年首次建立并成功地分離約1000個(gè)Ｅ.coli蛋白,并表明蛋白質(zhì)譜不是穩(wěn)定的,而是隨環(huán)境而變化。雙向電泳原理簡(jiǎn)明,第一向進(jìn)行等電聚焦,蛋白質(zhì)沿ｐＨ梯度分離至各自的等電點(diǎn),隨后,再沿垂直的方向進(jìn)行分子量的分離.2-DE步驟：樣品制備

IPG膠制備雙向電泳蛋白質(zhì)的染色斑點(diǎn)檢測(cè)鑒定

通常可采用細(xì)胞或組織中的全蛋白質(zhì)組分進(jìn)行蛋白質(zhì)組分析。也可以進(jìn)行樣品預(yù)分級(jí)，即將細(xì)胞或組織中的全體蛋白質(zhì)分成不同部分，分別進(jìn)行研究。

樣品制備Isoelectricpoint(pI)Separationbycharge:45678910StablepHgradientHighpH:proteinisnegativelychargedLowpH:ProteinispositivelychargedAttheisolectricpointtheproteinhasnonetchargeandthereforenolongermigratesintheelectricfield.Thefirstdimension

(separationbyisoelectricfocusing)-gelwithanimmobilisedpHgradient-electriccurrentcauseschargedproteinstomoveuntilitreachestheisoelectricpoint(pHgradientmakesthenetcharge0)Theseconddimension

(separationbymass)-pHgelstripisloadedontoaSDSgel-SDSdenaturesandlinearisestheprotein(tomakemovementsolelydependentonmass,notshape)2D-SDSPAGEgel2D-SDSPAGEgel2D-geltechniqueexample2-DE特點(diǎn)可分離10～100kD分子量的蛋白質(zhì)高靈敏度和高分辨率便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析處理與質(zhì)譜分析匹配2-DE技術(shù)的缺點(diǎn)

極酸、極堿性蛋白質(zhì)，疏水性蛋白質(zhì)，極大蛋白質(zhì)、極小蛋白質(zhì)以及低豐度蛋白質(zhì)用此種技術(shù)難于有效分離。

膠內(nèi)酶解過(guò)程費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，難于與質(zhì)譜聯(lián)用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（二）新型非凝膠技術(shù)

液相色譜法liquidchromatography，LC毛細(xì)管電泳capillaryelectrophoresis，CE液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（LC-MS/MS

蛋白質(zhì)混合物直接通過(guò)液相色譜分離以代替2-DE的分離，然后進(jìn)入MS系統(tǒng)獲得肽段分子量，再通過(guò)串聯(lián)MS技術(shù)，得到部分序列信息，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)查詢、鑒定蛋白質(zhì)。

根據(jù)蛋白質(zhì)帶電性及疏水性不同，用MS分離多肽復(fù)合物。

多維色譜技術(shù)（LC/LC-MS/MS）

2D-LC/LCStudyproteincomplexeswithoutgelelectrophoresisPeptidesallbindtocationexchangecolumnPeptidesareseparatedbyhydrophobicityonreversephasecolumnSuccessiveelutionwithincreasingsaltgradientsseparatespeptidesbychargeComplexmixtureissimplifiedpriortoMS/MSby2DLC(trypsin)傳統(tǒng)方法：蛋白質(zhì)微量測(cè)序氨基酸組成分析（二）蛋白質(zhì)組研究中的樣品分析鑒定新型蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)

——

質(zhì)譜（MS）法

基本原理：樣品分子離子化后，根據(jù)離子間質(zhì)荷比（m/z）的差異來(lái)分離并確定樣品的分子量。

Massspectrometry–methodofseparatingmoleculesbasedonmass/chargeratioComparepeptidem/zwithproteindatabaseseg.MALDI-TOF(trypsin)Massspectometry(MS)ProteinIdentificationbyMSArtificialspectrabuiltArtificiallytrypsinatedDatabaseofsequences(i.e.SwissProt)SpotremovedfromgelFragmentedusingtrypsinSpectrumoffragmentsgeneratedMATCHLibrary基質(zhì)輔助激光解吸/電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（matrix-assistedlaserdesorption/ionizationtimeofflightmassspectrometry，MALDI-TOFMS）電噴霧質(zhì)譜（electrosprayionizationmassspectrometry，ESI-MS）主要質(zhì)譜類(lèi)型鑒定和注釋蛋白質(zhì)的路線通過(guò)肽質(zhì)譜指紋圖（peptidemassfingerprinting，PMF）和數(shù)據(jù)庫(kù)搜尋匹配

通過(guò)測(cè)出樣品中部分肽段二級(jí)質(zhì)譜信息或氨基酸序列標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫(kù)搜尋匹配

儀器MALDI-TOF質(zhì)譜儀：靈敏度高（可達(dá)fmol），分析速度快，譜圖簡(jiǎn)單易于解析以及受緩沖液、鹽份的干擾小肽質(zhì)譜指紋圖在數(shù)據(jù)庫(kù)中匹配

不成功的可能原因

樣品量太少，PMF圖信噪比太低，輸入庫(kù)中搜尋的數(shù)據(jù)質(zhì)量不好。2-DE膠上所取的一個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)并非單一蛋白質(zhì)，所獲PMF圖實(shí)際上是兩個(gè)以上蛋白質(zhì)的混合圖。

操作中角蛋白或其他蛋白質(zhì)的污染蛋白質(zhì)發(fā)生了較多的轉(zhuǎn)譯后修飾，數(shù)據(jù)庫(kù)中未有記載所用胰蛋白酶質(zhì)量不夠好，蛋白酶自酶解片段多未知的新蛋白質(zhì)

數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模太小續(xù)：組織切片或印片原位質(zhì)譜分析技術(shù)

兩級(jí)飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜（MALDI-TOF/TOF）傅里葉轉(zhuǎn)換回旋共振質(zhì)譜（FTMS）

表面增強(qiáng)激光解吸/電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（SELDI-TOF-MS）

聯(lián)合技術(shù)精確鑒定蛋白質(zhì)

Isolatesindividualpeptidefragmentsfor2ndmassspec–canobtainpeptidesequenceComparepeptidesequencewithproteindatabases(trypsin)TandemMassSpectrometry蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)是蛋白質(zhì)組研究水平的標(biāo)志和基礎(chǔ)瑞士的SWISS-PROT擁有目前世界上最大、種類(lèi)最多的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)。目前應(yīng)用最普遍的數(shù)據(jù)庫(kù)是NRDB和dbEST數(shù)據(jù)庫(kù)。dbEST數(shù)據(jù)庫(kù)

由美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心（NCBI）和歐洲生物信息學(xué)研究所（EBI）共同編輯，包括許多生物體的表達(dá)序列標(biāo)簽（EST）

肽序列標(biāo)簽(PST)或部分序列信息最適合查尋代謝組學(xué)（Metabolomics）代謝組（metabolome）：指某一生物或細(xì)胞在一特定生理時(shí)期內(nèi)所有的低分子