代谢组学技术及其在低剂量辐射生物效应中的应用PPT课件

1、。1，代谢组学技术及其在低剂量辐射生物效应中的应用。2，主要内容，3，4、人类基因组、各种模式生物和重要生物的全基因组序列的完成，标志着生命科学研究已经进入了所谓的“后基因组时代”，即功能基因组学和结构基因组学已经出现了“静态”功能基因组学：旨在进行基因功能鉴定，又称后基因组研究；“动态”。转录蛋白质组学，代谢组学，表型相互作用组，功能基因组学。6，组学时代最重要的四个组学，7、代谢组学(Metabology/Metabology)是通过对生物系统(细胞、组织或生物体)受到刺激或干扰后的研究(如特定基因)，代谢组学不仅是基因组的下游产物，也是基因组的最终产物，它是参与生物体代谢并维持生物体正常

2、生长功能和发育的小分子化合物的集合，主要是相对分子量小于1000的内源性小分子。代谢物的数量因物种而异：植物(200，00 0种)、动物(2500种)、微生物(1500种)。8。代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新发展起来的学科，是系统生物学的重要组成部分。基因组学和蛋白质组学分别从基因和蛋白质水平探索生命活动，但事实上，细胞中的许多生命活动都发生在代谢物水平，如细胞信号传导、能量转移和细胞间通讯，这些都受代谢物的调控。代谢组学是一门研究特定时间代谢组细胞中所有代谢物的集合的学科。基因与蛋白质的表达密切相关，而代谢产物反映细胞生存的环境，这与细胞的营养状况、药物和环境污染物的影响以及其他外部

3、因素密切相关。因此，有些人认为“基因组学和蛋白质组学告诉你可能会发生什么，而代谢组学告诉你会发生什么。”(比尔拉斯利，加州大学戴维斯分校)。9，代谢组学使用高通量、高灵敏度和高准确度的现代分析技术来动态跟踪细胞和生物体分泌的体液中代谢物的整体组成，并通过多元统计方法来识别和分析受试者的生理和病理状态及其与环境因素和基因组成的关系。“代谢组学”是一种整体性的研究策略，有点类似于“逆向工程”的技术思想，即通过分析发动机的排气成分来研究发动机的运行规律和故障诊断。代谢组学也被称为“整体系统生物学”，因为它侧重于从整体上观察和分析研究对象。代谢组学的特点：关注内源性化合物，对生物系统中的小分子化合物进

4、行定量和定性研究。上述化合物的上调和下调表明，与转录组学和蛋白质组学相比，上述内源性化合物的知识可用于疾病诊断和药物筛选。代谢组学有以下优点：基因和蛋白质表达的微小变化可以在代谢物中放大。代谢组学研究不需要建立全基因测序和大量序列标签的数据库。代谢物的研究类型远远少于蛋白质的数量。研究中使用的技术更加通用。11。代谢组学的研究内容，根据不同的研究对象和研究目的，将生物系统中代谢物的分析分为四个层次3360 1)代谢物靶分析为一个或几个层次，在这个层次上，有必要采用一些预处理技术来去除干扰物，以提高检测的灵敏度。2)代谢谱(谱)分析是对一些预设代谢物的定量分析。如一类在结构和性质上相关的化合物，

5、某一代谢途径的所有中间体或多种代谢途径的象征性成分。3)代谢组学在有限的条件下定性和定量分析特定生物样品中的所有内源性代谢成分。4)代谢指纹分析并不专门识别单一成分，而是通过比较代谢指纹的差异来快速对样品进行分类。12，13，研究方法和步骤样品制备：足够的代表性样品(储存在-80) 2。样品分析：普通色谱-质谱，核磁共振3。数据分析：主成分分析，偏最小二乘法，人工神经网络4。代谢途径分析：代谢谱分析和代谢组学分析。14、代谢物分离与鉴定技术液相色谱-质谱、气相色谱-质谱、核磁共振)。15。一般来说，在选择代谢组学分析方法时，原则是同时考虑仪器和技术的检测速度、选择性和灵敏度，找到最适合目标化合

6、物的方法。1H核磁共振(1HNMR)和色谱-质谱(X-MS)，如气相色谱-质谱联用(GC/MS)、液相色谱-质谱联用(LC/MS)和毛细管电泳-质谱联用(CE/MS)，是最常用的分析和研究代谢物并绘制其图谱的化学分析技术。这些技术的结合可以提高样品的分辨率、灵敏度和选择性，并有助于绘制更多生物系统中的代谢物。代谢物分离和鉴定技术。16，代谢组学数据分析。17，陶，等，肛门生物化学。2008，391:2881-2889，全离子色谱仪，代谢组学数据分析。18，(1)滤波和峰值检测，噪声滤波和峰值检测，(2)反卷积重叠峰值分析，(3)峰值对齐，匹配，(4)标准化，代谢组学数据分析，19，代谢组学分析

7、不能脱离各种代谢途径和生物数据库。与基因组学和蛋白质组学相比，代谢组学有更好的数据库可供搜索，目前/dome.html的Dome有许多关于代谢物的原始数据和分析结果，分析结果经过多维统计软件处理后，可以在OMEs浏览器上查看。metyc()是一个代谢物数据库，描述了150多种生物的代谢途径，包括从大量文献和在线资源中获得的代谢途径、反应、酶和底物。基质金属蛋白酶(http:/www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme)详细描述了主要代谢途径和关键酶。armet()涵盖了大多数植物代谢组学研究工作的网站，包括这些工作的时间，甚至详细的实验步骤，并为研究人员交流标准化代谢物信息。代谢组学研究数据库。20，21，早期抑制糖酵解和晚期丙酮酸脱氢酶影响脂质代谢并促进炎症反应，22，23，小鼠出生后第10天7个月的死亡主要涉及途径：代谢、炎症反应和细胞骨架途径，24，25，26，23代谢组学的问题与展望：如何建立合理有效的数据分析平台；如何解释数据；如何确定代谢组学分析结果与