1、Chapter 8 the hot topics in genomics and Post-Genome Era,Molecular Biology Course,Topic 1 Genome and genomics Topic 2 Proteomics Topic 3 Metabolomics Topic 4 Human Microbiome Project (HMP),Outline,Key points 重點掌握：,The progress and importance of the HGP( HGP 計劃的進展及重要意義)； Shotgun sequencing technology

2、(鳥槍法序列分析技術(shù))； The content of HapMap plan (HapMap計劃內(nèi)容) ； 人類元基因組計劃 the concept and progress of transcriptomics, proteomics and metabolomics( 轉(zhuǎn)錄組學、蛋白組學及代謝組學概念及進展)。,The studies on gene are the main line of life sciences in the 20th century 基因研究是20世紀生命科學的主線, in the first half of the 20th century , as repr

3、esented by genetics, the main outcomes of the life sciences include law of segregation , law of independent assortment , law of linkage and crossing over , chemical properties of gene, DNA double helix structure, etc. 20世紀的上半葉，以遺傳學為代表，生命科學通過對基因分離、獨立分配、連鎖及化學屬性等的研究，最后以作為遺傳信息載體的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出而告捷。, In the

4、second half of the 20th century, as represented by molecular biology, the life sciences reveal the mechanisms of DNA replication, transcription, translation and analysis the genetic codes and put forward “the central dogma”. 20世紀下半葉，以分子生物學為代表，生命科學通過對基因復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯及遺傳密碼的分析與破譯，最終以統(tǒng)一生命世界各層次，生命科學各分支的“中心法則”的

5、問世而集成。, In the 1990s, with the global genome project, particularly the Human Genome Project (HGP) , gene research has been near “the peak”, human knowledge on the life world reached an unprecedented depth and breadth. 20世紀90年代,隨著全球基因組計劃，尤其是人類基因組計劃(HGP)規(guī)模空前、速度驚人的推進，基因研究已接近“登峰造極”，人類對生命世界的理性認識達到了前所未有的深

6、度與廣度。,The three major scientific discoveries in the 20th century (the theory of relativity, quantum theory, DNA double helix structure) have led to three major science and technology projects of human : 20世紀三大科學發(fā)現(xiàn)(相對論，量子論，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu))導致了人類三大科技工程: Manhattan Project (nuclear weapons, nuclear power and nu

7、clear technologies) 曼哈頓工程(核武器，以及接著而來的核動力和核技術(shù)的廣泛應用)； Project Apollo (lunar landing, space research and development);阿波羅工程(登月，航天與空間研究開發(fā)); Human Genome Project (HGP) 人類基因組工程。,In the 20th century, three science and technology projects of human 20世紀的人類三大科技工程,Topic 1 Genome and Genomics (基因組和基因組學),1.1 Gen

8、ome:,the word genome is from gene and chromosome , refers to a full set of chromosomes or genes in an organism. 基因組一詞是從 genes 和 chromosomes 合成而來，用來描述生物的全部基因和染色體組成的概念。,In 1986, American scientist Thomas Roderick first proposed the concept of genomics. Genomics is the study of an organisms entire geno

9、me, including genome mapping (including the genetic map, physical map and transcription map), nucleotide sequence analysis, gene mapping and gene functional analysis. 1986年, 美國科學家 Thomas Roderick 首先提出了基因組學 (genomics) 的概念。指對所有基因進行基因組作圖（包括遺傳圖譜，物理圖譜和轉(zhuǎn)錄圖譜），核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析。, Genomics should be divide

10、d into two categories: structural genomics, whose goal is the whole genome sequencing, and functional genomics, whose target is to identify the function of gene. The latter also known as the post-genome research. 基因組學應該包括兩方面內(nèi)容：以全基因組測序為目標的結(jié)構(gòu)基因組學 (structural genomics) 和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學 (functional ge

11、nomics) ，后者又稱后基因組研究 (post-genome).,March 7, 1986, the U.S. scientist first put forward an important scientific concept concerning the analysis of the human genome sequence . 1986年月日，美國科學家、諾貝爾獎獲得者、腫瘤病毒專家雷托杜伯克在美國科學雜志上發(fā)表了一篇題為癌癥研究的轉(zhuǎn)折點人類基因組的全序列分析的短文，提出有關(guān)分析人類基因組全序列的重要科學構(gòu)想。,This article will become the imp

12、ortant driving force of the international human genome project. 杜伯克在這篇文章后來被稱為“人類基因組計劃課題標書” ，成為日后國際人類基因組計劃啟動和實施的重要推動力。 In 1990 the U.S. Congress formally approved the Human Genome Project. 經(jīng)過反復討論，數(shù)易其稿，1990年美國國會正式批準了人類基因組計劃。,1.2 human genomic project, HGP (人類基因組計劃), In October 1990, the international

13、Human Genome Project started, the United States, Britain, Japan, France, Germany, and China have joined the project. 1990年十月，國際人類基因組計劃啟動，美、英、日、法、德、中六國相繼加入其中。計劃用15年時間、30億美元的經(jīng)費，測定大約30億堿基對的DNA序列和識別其中所有的基因。中國完成1的任務。, The essence of HGP is the human genome mapping and sequencing, aiming at deciphering th

14、e genetic information of human. HGP的本質(zhì)是對人類基因組進行作圖和序列測定，旨在破譯人類所有的遺傳信息。,In 1998, Craig Venter challenges the international Human Genome Project挑戰(zhàn)國際人類基因組計劃,Francis Collins 將1.8Mb 的基因組DNA 剪成很多隨機片段，平均長度1 kb； The fragments were cloned into DNA vector; 將這些片段重組克隆到質(zhì)粒DNA載體； Preparate DNA from a single Recombi

15、nant DNA colony;從單個重組DNA菌落中制備DNA； Dideoxy sequencing;雙脫氧法測序； Assemble the sequences using computer programs. 用計算機程序?qū)λ鶞y序列組裝。,Mechanism of DNA shotgun sequencing,Sequencing Strategy of Human genome,圖20-17 通過測定大的DNA片段的末端序列連接疊連群,the sequence of the human genome was completed in April 23, 2003, but the s

16、tructure and function of a large number of genes are unclear. 人類基因組精細序列圖于2003年4月23日宣告完成，完成，但其中大量基因的結(jié)構(gòu)和功能尚不清楚。,with human genome project, the genome sequencing of some model organisms: Escherichia coli, yeast, nematodes, fruit flies, mice, the Arabidopsis thaliana and some mammals closely related wit

17、h human. 與人類同步進行基因組測序的模式生物有：大腸埃希菌、酵母、線蟲、果蠅、小鼠、擬南芥及一些與人類關(guān)系密切的哺乳動物。 Yeast is the first single-cellular eukaryote sequenced (1996), 酵母是第一個完成測序的單細胞真核生物(1996)， Elegans is the first multicellular organisms sequenced (1998),線蟲是第一個完成測序的多細胞生物(1998) 。,genome research on other organisms 其他生物基因組的研究,人類基因組測序基團成立,

18、狗 2003.9 玉米 2003 10 蜜蜂 2004.1 小鼠（Mus musculus ） 2004. 10 腔棘魚 2004. 11 稻瘟病菌 (Magnaporthe Grisea ) 2005.4 海藻栽培品種壇紫菜 2005.4 變形蟲“阿米巴”（Dictyostelium discoideum）2005.5 Sino-Danish Pig Genome Project 2005.6 黑猩猩 2005.9 牛的全基因組 2006.8 石油去污菌的基因組 2006.8 聚羥基脂肪酸酯類(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)產(chǎn)生菌富養(yǎng)羅爾斯通氏菌(Ralstoniae

19、utrophaH16)基因組 2006.9 15種小鼠品系 2006.10 黑曲霉基因組測序 2007.2 Syntrophus aciditrophicus一種極端厭氧菌基因組 2007.4 恒河猴 2007.4 第一張馬基因組圖譜草圖公布 一種灰色短尾負鼠（Monodelphisdomestica）的基因組，首個有袋動物基因組 家貓基因組測序完成 九種靈長類動物分別為黑猩猩、大猩猩、倭黑猩猩、猩猩、長臂猿、短尾猿、狒狒、狨和狐猴。 屠志堅等人參與完成伊蚊基因組測序工作 葡萄基因組測定完成 阿聯(lián)酋生技中心將測序海棗基因組 煙草基因組計劃 抗藥TB(結(jié)核桿菌）基因組序列公布 黑曲霉基因組測序計

20、劃完成 人類基因組差異圖譜：在美國科學雜志評出的今年十大科學進展中，有關(guān)“人類基因組差異”的研究被列為年度最重要的科學進展。人類DNA堿基對因人而異，差異約為0.1%。這種差異使人有可能患癌癥等疾病，而且會影響藥物的療效。 雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)者之一的詹姆斯沃森成為世界上首個擁有這種圖譜的人。,Comparative Genomics (比較基因組學) is the study of the relationship of genome structure and function across different biological species or strains. Comparative

21、 genomics is an attempt to take advantage of the information provided by the signatures of selection to understand the function and evolutionary processes that act on genomes. 是基于基因組圖譜和測序基礎上，對已知的基因和基因組結(jié)構(gòu)進行比較，來了解基因的功能、表達機理和物種進化的學科。利用模式生物基因組與人類基因組之間編碼順序上和結(jié)構(gòu)上的同源性，克隆人類疾病基因，揭示基因功能和疾病分子機制，闡明物種進化關(guān)系，及基因組的內(nèi)在

22、結(jié)構(gòu)。,the completion of the draft of human genome sequence declared the arrival of a new era - post-genome era. 人類基因組序列草圖的完成，宣告了一個新紀元“后基因組時代”的到來。 Functional genomics become the research focus of post-genome era. 功能基因組學成為后基因組時代的研究重心。 Proteomics is “a tower of strength of the functional genomics 蛋白質(zhì)組學是功

23、能基因組學研究的“中流砥柱”。,The international human genome haplotype map project (國際人類基因組單體型圖計劃, HapMap project),The International HapMap Project is an organization whose goal is to develop a haplotype map of the human genome (the HapMap), which will describe the common patterns of human genetic variation. The

24、HapMap is expected to be a key resource for researchers to find genetic variants affecting health, disease and responses to drugs and environmental factors. 是描述人類基因組中最常見差異(SNP)的圖譜,將大大促進疾病和人類進化的研究。啟動于2002年10月29日，由加拿大、日本、尼日利亞、中國、英國和美國六國11個研究中心的科學家共同承擔。其中，美國完成31，日本完成25，英國完成24，加拿大完成10，中國完成10的任務。此外，亞、非、歐

25、裔各提供90份樣本。除了上世紀80年代在美國采集的歐裔樣本，亞裔樣本由中國和日本各提供一半，非裔樣本由尼日利亞提供。全部血樣品送到美國國立衛(wèi)生院下屬的人類遺傳細胞存儲中心，轉(zhuǎn)化成細胞株后統(tǒng)一提取成DNA分送至各參加中心進行SNP分型檢定。,中國承擔的具體研究任務是3號、21號和8號染色體短臂單體型圖的繪制，以及提供45份亞裔樣品。該計劃“中國卷”的實施得到科技部、中國科學院、香港創(chuàng)新科技署和香港大學教育資助委員會的高度重視， 2002年列入科技部“十五”國家重大科技攻關(guān)項目，撥款5000萬元。同時香港特區(qū)政府對參與HapMap“中國卷”的三所香港大學給予資助。2003年3月，中華單體型圖協(xié)作組

26、在北京成立。,中科院北京基因組研究所所長楊煥明博士任主席。 從美國得州大學休斯頓醫(yī)學院回國，在基因組研究所擔任SNP研究項目的首席科學家及科研部部長的曾長青博士被委以重任，負責國際“人類基因組單體型圖”計劃的“中國卷”的實施與協(xié)調(diào)。 中科院北京基因組研究所負責3號染色體的大部分及其8號染色體短臂，約占整個基因組長度的6。 香港小組的港大平臺負責3號染色體短臂的70MB的一段區(qū)域，約占整個基因組的2.5。 國家人類基因組南方中心負責21號染色體的HapMap構(gòu)建，占整個基因組的1.1。,Nature：“And now for the proteome”（ 409:747,2001) Scienc

27、e：“Proteomics in genomeland” （ 291:1221,2001),Topic 2 Proteomics（蛋白質(zhì)組學）,Gene is the carrier of genetic information, while the biological function is performed by protein. Therefore only studying on the phenomenon of life from the perspective of gene is far from sufficient. The laws of life activitie

28、s can be revealed only by studying on the process of transcription and translation. 基因是遺傳信息的攜帶者，而生物功能的執(zhí)行者卻是蛋白質(zhì)，因而僅僅從基因的角度來研究生命現(xiàn)象是遠遠不夠的，還必須研究由基因轉(zhuǎn)錄和翻譯出蛋白質(zhì)的過程，才能真正揭示生命的活動規(guī)律。,Genome = static composition,Proteome = highly flexible composition,Identical Genome but different looks.?,As an important pillar

29、of functional genomics, proteomics is the cutting-edge of life sciences. 蛋白質(zhì)組研究作為功能基因組學的重要支柱，是當今生命科學領(lǐng)域的前沿。蛋白質(zhì)組研究不僅可實現(xiàn)與基因組的對接與確認，直接揭示生命活動的規(guī)律和本質(zhì)、發(fā)現(xiàn)人類重大疾病與病原體致病的物質(zhì)基礎以及發(fā)生與發(fā)展的病理機制；而且還可廣泛推動生命科學基礎學科以及分析、信息、材料等應用科學的發(fā)展，對提高人類生物醫(yī)學原始創(chuàng)新能力、重大疾病防治水平具有重要意義。,The technique breakthrough of protein research 蛋白質(zhì)研究技術(shù)方法的突

30、破,Two-dimensional gel electrophoresis : OFarrel PH于1975年建立的二維電泳技術(shù)使大規(guī)模的蛋白質(zhì)分離得以實現(xiàn)。 Laser desorption mass spectrometry and electrospray ionization-mass spectrometry (ESI-MS) : 20世紀80年代末Hillenkamp F發(fā)展的激光解析質(zhì)譜、Fenn J設計的電噴霧質(zhì)譜可以高效、精確地測量生物大分子的質(zhì)量并測定部分序列，進而用于數(shù)據(jù)庫檢索； Image analysis system and sample processing s

31、ystem:近年開發(fā)的多種圖像分析系統(tǒng)與軟件及大規(guī)模樣品處理系統(tǒng)；,The beginning of Proteome Research蛋白質(zhì)組研究的開端,The word proteome is put forward for the first time at a 2-DE meeting in Siena, Italy by Mare Wilkins in 1994. Proteome一詞由Mare Wilkins于1994年在意大利Siena的一次2-DE會議上首次提出。 1995年，悉尼大學Humphery Smith I實驗室與Williams等4家實驗室合作，對至今已知最小的自我

32、復制生物Mycoplasma genitalium（一種支原體）進行了蛋白質(zhì)成分的大規(guī)模分離與鑒定，并在文獻中首次公開使用“proteome”一詞。,Human Protein Index,Human Protein Index：雖然第一次提出蛋白質(zhì)組概念是在1994年，但相關(guān)研究可以追溯到上世紀80年代初，在基因組計劃提出之前，就有人提出過類似的蛋白質(zhì)組計劃，當時稱為Human Protein Index計劃，旨在分析細胞內(nèi)的所有蛋白質(zhì)。但由于種種原因，這一計劃被擱淺。90年代初期，各種技術(shù)已比較成熟，才提出了蛋白質(zhì)組學這一概念。,The smallest genome: Mycoplasm

33、a genitaium,In 1995, all of the proteins of the smallest self-replication organism Mycoplasma genitaium were separated and identificated and the concept of proteome is put forward for the first time. 1995年，分離和鑒定了一種最小的能自我復制的生物Mycoplasma genitaium (580kb, 468ORFs)的全部蛋白質(zhì)，并首次提出蛋白質(zhì)組(Proteome)的概念。,一個獨立生存的

34、細胞生命至少需要多少個基因和表達蛋白?,The definition of proteome,Wilkins Mr accordance with the definition, and so on, 天the term Proteome is from the word PROTEin and genOME, referring to the entire complement of proteins expressed by a genome; 根據(jù)Wilkins Mr等的定義，Proteome一詞源于PROTEin與genOME的雜合，意指一種基因組所表達的全套蛋白質(zhì)； the prot

35、eome is the entire complement of proteins expressed by an organism . Swinbanks則指出proteome代表一完整生物的全套蛋白質(zhì)； proteome reflect the different combinations of proteins expressed by the different cells. Kahn P則認為proteome反映不同細胞的不同蛋白質(zhì)組合。 The proteome is the entire complement of proteins expressed by a genome,

36、cell, tissue or organism. 由此可見，proteome的含義：一個基因組、一種生物或一種細胞/組織所表達的全套蛋白質(zhì)。,What are Proteomics?,Study of the Proteome“,protein complement of the genome in a cell, tissue or organism“, proteins can be alternatively spliced and/or post-translationally modified (PTMs),Genome,Proteome,Cell-specific express

37、ion,stress,drugs,Metabolic state,Culture conditions,Technology route of proteome research 蛋白質(zhì)組研究的技術(shù)路線與相關(guān)技術(shù),Proteome Research aims to separate and identificate all of the proteins expressed by a cell or tissue. 蛋白質(zhì)組研究的宗旨是將組織或細胞所有蛋白質(zhì)（至少是大部分）分離與鑒定。 Large-scale proteome analysis include sample preparati

38、on, separation, image analysis, and analysis and identification of protein composition. 大規(guī)模蛋白質(zhì)組分析過程包括樣品制備、分離、圖像分析、蛋白質(zhì)成分的分析與鑒定。 Two-dimensional gel electrophoresis, image analysis system, protein identification methods (such as amino acid composition analysis, sequencing, the precise determination of

39、 molecular weight), set up the database and retrieval system.雙向電泳技術(shù)、圖像分析系統(tǒng)、蛋白質(zhì)鑒定方法（如氨基酸組成分析、序列測定、相對分子質(zhì)量精確測定）、數(shù)據(jù)庫設置與檢索系統(tǒng)。,the status quo of proteome research at home and abroad 蛋白質(zhì)組研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀,Speed and scale of development 發(fā)展速度與規(guī)模 The number of the articles (發(fā)表文章數(shù)):,The development of research institut

40、ions 研究機構(gòu)的發(fā)展 1995年首倡proteome的兩家澳大利亞實驗室，1997年分別掛牌“Centre for Proteome Research and Gene Product Mapping, National Innovation Centre”和“Australia Proteome Analysis Facility”; 1997年，丹麥成立“Centre for Proteome Analysis in Life Sciences”和“Large Scale Biology Corp,Rockville,MD”； 1997年，美國、瑞士、英國、法國等十幾個國家相繼加入蛋白

41、質(zhì)組研究的行列； 國際著名學府如哈佛、斯坦福、耶魯?shù)染Q身此類研究。,Research Materials 研究材料 Earlier, proteome research is generally applied to the organisms whose genome project has been completed. 從開始研究以來，人們已經(jīng)從研究原核生物,單細胞真核生物，多細胞真核生物以及人體正常組織及病理標本，進而突破了早期人們普遍認為的蛋白質(zhì)組研究只適用于基因組計劃已完成的生物的界限。 So far, the objects of proteome research have

42、not been restricted any longer. 到目前為止，蛋白質(zhì)組研究對象已無任何限制。,The scope of research 研究范圍 Protein (蛋白質(zhì))：如蛋白質(zhì)組作圖、成分鑒定、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、新型蛋白質(zhì)發(fā)掘、蛋白質(zhì)差異顯示、同工體比較等。 Gene (基因)：如功能基因組計劃、基因產(chǎn)物識別、基因功能鑒定、基因調(diào)控機制分析 the molecular mechanisms of the major life activities (重要生命活動的分子機制)：細胞周期、細胞分化與發(fā)育、腫瘤發(fā)生與發(fā)展、環(huán)境反應與調(diào)節(jié)、物種進化等。 Search and a

43、nalyze the medicine targets (醫(yī)藥靶分子尋找與分析)：靶分子類型包括新型藥物靶分子、腫瘤惡性標志、人體病理介導分子、病原菌毒性成分等。 Proteome research has been involved in a series of hot spots of life sciences. 蛋白質(zhì)組研究與分析已涉足生命科學中一系列熱點領(lǐng)域。,Foreign research 國外研究現(xiàn)狀 The United States of America (USA, 美國)：U.S. National Institutes of Health (美國國立衛(wèi)生研究院,NIH)

44、所屬的國立腫瘤研究所(NCI)投入了大量經(jīng)費支持蛋白質(zhì)組研究,其中1000萬美元用于在密執(zhí)安醫(yī)學院建立一個有關(guān)肺、直腸、乳腺和卵巢等腫瘤的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫；此外，國立腫瘤研究所和美國食品與藥物管理局聯(lián)合,資助建立一個有關(guān)癌癥不同發(fā)病階段和治療階段的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫。美國能源部也啟動了蛋白質(zhì)組項目,旨在研究涉及環(huán)境和能源的微生物和低等生物的蛋白質(zhì)組。 the European Community (EC, 歐共體)：資助了酵母蛋白質(zhì)組研究。,Britain 英國：資助了三個研究中心，對一些已經(jīng)或即將完成基因組測序的生物進行蛋白質(zhì)組研究。 France法國：成立了5個區(qū)域性遺傳基地，經(jīng)費將平均用于基因

45、組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組的研究。 Germany德國：在東德的Rostock建立了一個蛋白質(zhì)組研究中心。 Australia澳大利亞：成立了蛋白質(zhì)組研究網(wǎng)APAF。 此外，還有許多國際企業(yè)，大制藥公司等也展開了蛋白質(zhì)組研究。如日內(nèi)瓦蛋白質(zhì)組公司和布魯克質(zhì)譜儀制造公司聯(lián)合成立了世界上最大的蛋白質(zhì)組研究中心。,Domestic research 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國在重大疾病的功能蛋白質(zhì)組學研究方面,已進行肝癌細胞系及正常肝細胞蛋白質(zhì)組的比較分析研究,發(fā)現(xiàn)了兩者間不同的蛋白表達群。 我國自行建立的肝癌高/低轉(zhuǎn)移細胞系,肺癌高/低轉(zhuǎn)移細胞系,原位食管癌/轉(zhuǎn)移食管癌間的比較蛋白質(zhì)組研究,初步發(fā)現(xiàn)了一些與腫瘤

46、轉(zhuǎn)移相關(guān)的蛋白質(zhì)群。 心肌細胞與應激損失的心肌細胞的比較蛋白質(zhì)組研究也已有一定基礎。,China Proteome Research Center我國的蛋白質(zhì)組研究中心,Shanghai Institute of Biochemistry and Cell Biology, Chinese Academy of Sciences (中科院上海生物化學與細胞生物學研究所) Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences(中科院上海生命科學研究院) Academy of Military Medica

47、l Sciences (軍事醫(yī)學科學院) Fudan University(復旦大學),The present problems目前存在問題,Methods (方法上)：一方面，2D電泳-質(zhì)譜仍是目前最流行和較可靠的技術(shù)平臺，但其通量，靈敏度，和規(guī)?；写M一步提高。另一方面，酵母雙雜交技術(shù)被用于研究蛋白質(zhì)連鎖群和蛋白質(zhì)功能網(wǎng)絡系統(tǒng)，但仍缺乏快速，高效的手段獲取復雜的蛋白質(zhì)相互作用的多維信息。蛋白質(zhì)組生物信息學研究其應用范圍及準確率仍需提高，所面臨的更大挑戰(zhàn)是如何進行信息綜合，準確分析蛋白質(zhì)的相互作用。,Academy(學術(shù)上):在基因組,轉(zhuǎn)錄組基礎上的蛋白質(zhì)組全譜分析,微生物已有成功報道,但

48、在高等生物尤其是哺乳動物中未見報道。人類組織,細胞蛋白質(zhì)組全譜研究則基本未涉及。受基因調(diào)控的細胞內(nèi)各種信號轉(zhuǎn)導途徑之間是相互交錯和彼此關(guān)聯(lián)的。但是針對任一生物體或組織/細胞開展全方位的蛋白質(zhì)組相互作用網(wǎng)絡的研究鮮有報道。而此類研究對于深刻認識重要生理,病理過程的機制是必不可少的。,The three cutting-edge research of Proteome 蛋白質(zhì)組的前沿三個研究方向,針對有基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫的生物體，組織或細胞，建立其蛋白質(zhì)組或亞蛋白質(zhì)組及其蛋白質(zhì)組連鎖群，即Compositional Proteomics。 以重要生命過程或人類重大疾病為研究對象,進行重要生理/

49、病理體系或過程的比較蛋白質(zhì)組學研究，即Comparative Proteomics。 蛋白質(zhì)組學支撐技術(shù)平臺和生物信息學的研究,The important historical events of proteome research 蛋白質(zhì)組研究的重要歷史事件, 1994年，Marc Wilkins最早提出了蛋白質(zhì)組(Proteomics)的概念。 1995年，悉尼大學Humphery Smith 實驗室與Willams等四家實驗室共同分離與鑒定Mycoplasma genitaium的蛋白質(zhì)組，“Proteome”首次出現(xiàn)。(Electrophoresis, 1995, 16: 1090-4

50、) 2001年，國際人類蛋白質(zhì)組組織(Human Proteome Organization, HUPO)宣告成立。 2002年，第一次國際人類蛋白質(zhì)組大會召開。 “人類血漿蛋白質(zhì)組計劃(Human Plasma Proteome Project, HPPP)” 和人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃(Human Liver Proteome Project, HLPP)首批執(zhí)行計劃啟動。,HUPO Missions Consolidate national and regional proteome organizations into a worldwide organization (HUPO); En

51、gage in scientific and educational activities to encourage the spread of proteomics technologiesand to disseminate knowledge pertaining to the human proteome and that of model organisms; Assist in the coordination of public proteome initiatives.,Nine HUPO-sponsored Scientific Initiatives:,Human Live

52、r Proteome Project (HLPP) ，中國牽頭的人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃。 Human Brain Proteome Project (HBPP)，德國牽頭的人類腦蛋白質(zhì)組計劃。 Proteomic Standards Initiative (PSI)，英國牽頭的蛋白質(zhì)組標準計劃。 Human Antibody Initiative (HAI)，瑞士牽頭的大規(guī)?？贵w計劃。 Plasma Proteome Project (PPP) ，美國牽頭的人類血漿蛋白質(zhì)組計劃。 Mouse Models of Human Disease (MMHD)，加拿大牽頭的模式動物蛋白質(zhì)組計劃。 Hum

53、an Disease Glycomics/Proteome Initiative (HGPI) ，日本科學家牽頭的糖蛋白質(zhì)組計劃。 HUPO Cardiovascular Initiative (HUPO CVI)，英國牽頭的心血管蛋白質(zhì)組計劃。 Proteome Biology of Stem Cells Initiative ，新西蘭牽頭的干細胞蛋白質(zhì)組計劃。,Topic 3 Metabolomics代謝組學,In 1999, 3 researchers in England published the first metabonomics research paper. 1999年，英國

54、帝國理工學院尼科爾森等3名科研人員共同發(fā)表了第一篇“代謝組學”研究論文，一個新的學科從此誕生。短短7年，有關(guān)“代謝組學”的研究論文和專利快速增長。隨著研究的深入，“代謝組學”在疾病的個性化治療、心血管病診斷、環(huán)境毒理等領(lǐng)域顯示出巨大的發(fā)展?jié)撃堋?Metabolome,Metabolome refers to the complete set of small-molecule metabolites (such as metabolic intermediates, hormones and other signalling molecules, and secondary metabolit

55、es) to be found within a biological sample, such as a single organism.,Metabolomics代謝組學: Metabolomics is the “systematic study of the unique chemical fingerprints that specific cellular processes leave behind” - specifically, the study of their small-molecule metabolite profiles. 屬物理學、分析化學、生物學的交叉研究領(lǐng)域，是系統(tǒng)生物學不可缺少的一部分。它把人體等生物系統(tǒng)作為一個完整的系統(tǒng)進行研究，著重考察人體等生物系統(tǒng)的內(nèi)源性代謝物及其網(wǎng)絡在疾病和藥物作用下的變化規(guī)律。,Following the genomics and proteomics, metabonomics has become an important means of the research of life sciences and