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基因组学发展

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基因组学发展

基因组学发展范文第1篇

关键词:民族音乐文化;推陈出新;价值判断

我国的历史久远而深长,几千年来,中国的传统文化中蕴含了大量的精华,作为现代音乐专业的学生,我们有义务保护传统文化,将民族音乐发扬光大,让民族音乐走向国外,凸显他在全球音乐中的重要地位。

一、民族音乐有不可或缺的地位

在高职音乐教育体系中,民族音乐所占的比例比较少,因此,学生对民族音乐不够重视,所以,高职音乐教育要加强对民族音乐的重视。当今世界,国家地位的排名不仅仅是看这个国家的经济实力和军事力量,还要看这个国家的文化实力。对于地大物博的中国,几千年下来,蕴藏了深厚的文化底蕴,我国的文化资源是相当丰富的。民族音乐资源业经过了多年的沉淀。积累,组成了一个庞大的个体,不容忽视。所以,传授音乐的我们要肩负起发展民族音乐的未来。

二、让民族音乐成为时代潮流

中华名族音乐文化已经传承了多年,音乐文化发展的历史也很久远,再加上我国是一个多民族的国家,民族音乐元素多元且丰富。比如,蒙古乐、昆曲、纳西族的纳西古乐、古琴、苗族的半月琴、藏族的马头琴,还有以前的宫廷乐、歌仔戏,曲种曲风丰富多彩,为我们取精提供了大量的资源,我们应该加以好好利用。在音乐课堂上,让学生更多地接触民族音乐,激发他们对民族音乐的热情和兴趣,让学生更加深刻地了解民族音乐的渊源和创作民族音乐的先人的智慧。

三、强化民族音乐的认同意识

随着当今信息技术化程度的深入,学生可以通过网络、多媒体平台下载收听音乐,但大多数学生都偏好摇滚乐、嘻哈乐,很少有学生关注民族音乐。因此,高职音乐课堂上,老师需要一改常态,利用多媒体这个信息平台,为学生多播放一些民族音乐的视频,让学生耳濡目染地感受民族音乐。另外,提升文化修养,让学生渐渐地被优秀的民族优秀音乐所吸引,渐渐去感悟民族音乐,最终爱上民族音乐,将民族音乐的过人之处融入现代音乐创作当中,让民族音乐走进人们的日常生活,走出国门,走向世界。根据如今学生不关注民族音乐的现状,高职教育体系中应当以生为本,将民族音乐的教学应用于实践。

四、寻求民族音乐发展之基

民族音乐中虽然有精华的部分,但也有糟粕的部分,需要学生拥有一个正确的价值观,对不好的部分大胆摈弃。学会审美,比如,欣赏蒙古长调《牧歌》时,就把自己置身于一望无际的大草原上去体验牧民的生活,感受蓝天白云下追逐羊儿奔跑的,感受浓郁的民族风格。将这种置身其境的审美方法用到各个作品里去感受,长此以往,就能形成良好的音乐品位。情景置入法能带给人音乐别的情感体验,是鉴赏民族音乐的一个重要策略。取精去粕是民族音乐的发展之基,只有在继承了原有优秀音乐元素的基础,才能做到根本同源,将民族音乐发展的枝繁叶茂,同时摈弃了糟粕,才能有一个优秀的根基,在优秀的条件下再进行优秀的创作,如此一来,民族音乐的发展壮大便指日可待。

总而言之,民族音乐是国人的骄傲,高职音乐教育体系应该将民族音乐融入其中,并将民族音乐作为音乐课堂教学的一个重要方面。我们作为高职院校的音乐老师理当提高自身素质,加强自身民族音乐教学的实力,引导民族音乐跨越性的发展。

参考文献:

[1]魏文杰.试论高等职业教育的特点[J].科技信息,2011(10).

基因组学发展范文第2篇

一、人类基因组计划与基因组学

在荣膺1962年诺贝尔生理学医学奖的沃森(JamesDeweyWatson)、克里克(FrancisHarryComp?tonCrick)和威尔金斯(MauriceHughFrederickWilkins),于1953年发现DNA双螺旋结构之后。相继于1958年和1980年罕见地两次荣获诺贝尔化学奖的桑格(FrederickSanger),先后完整定序了胰岛素的氨基酸序列和发明很重要的DNA测序方法,这些划时代的杰出成就于20世纪后半叶完全“打开了分子生物学、遗传学和基因组学研究领域的大门”。于是20世纪80年代形成了基因组学,在随后20世纪90年代人类基因组计划实施并取得很大进展后,基因组学取得了惊人的长足进展。

基因(gene)是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传特征的特定核苷酸序列的总称,系具有遗传物质的DNA分子片段。基因位于染色体上,并在染色体上呈线性排列。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代,还可以使遗传信息得到表达。例如不同人种之间头发、肤色、眼睛、鼻子等不同,是基因差异所致。基因是生命遗传的基本单位,不仅是决定生物性状的功能单位,还是一个突变单位和交换单位。由30亿个碱基对组成的人类基因组,蕴藏着生命的奥秘。

基因组(genomes)是一个物种的完整遗传物质,包括核基因组和细胞质基因组。即基因组是生物体内遗传信息的集合,是某个特定物种细胞内全部DNA分子的总和。显然原先只关注单个基因是远远不够的,应当深入研究整个基因组,于是产生了基因组学。

基因组学(genomics)是专门从分子水平系统研究整个基因组的结构(以全基因组测序为目标)、功能(以基因功能鉴定为目标)以及比较(基于基因组图谱和序列分析对已知基因和基因的结构进行比较)的分支学科。基因组学着眼于研究并解析生物体整个基因组的所有遗传信息,突出特点是必须以整个基因组为研究对象,而不是只研究单个基因;同时还要研究如何充分利用基因在各个领域发挥作用。基因组学概括起来涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学问题。这门分支学科交叉融合了分子生物学、计算机科学、信息科学等,并以全新视角探究生长与发育、遗传与变异、结构与功能、健康与疾病等生物医学基本问题的分子机制,同时提供基因组信息以及相关数据系统加以利用,进而解决生物、医学和生物技术以及相关产业领域的有关问题[3]。基因组学的主要目标包括认识基因组的结构、功能及进化规律,阐明整个基因组所涵盖遗传物质的全部信息及相互关系,为最终充分合理利用各种有效资源,以提供预防和治疗人类疾病的科学依据。

人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)的确立和实施极大地促进了基因组学的发展。人类基因组计划的提出,可追溯到寻求新方法解决日本广岛长崎原子弹幸存者及其后代的基因突变率检测低于预期问题。1984年12月美国能源部资助召开的环境诱变和致癌物防护国际会议,第一次提出测定人体基因和全部DNA序列,并检测所有的突变,计算真实的突变率。1985年6月,美国能源部正式提出了开展人类基因组测序工作,形成了“人类基因组计划(HGP)”的初步草案。历经几年酝酿与论证,1988年美国国会批准拨款,支持这一被誉为完全可以与“曼哈顿原子弹计划”、“阿波罗登月计划”并列相比美的宏伟科学计划。1990年正式启动后,陆续扩展成为美国、英国、法国、德国、日本和中国共同参加的国际性合作计划。2000年人类基因组工作框架图(草图)完成,是人类基因组计划成功的标志。

HGP这项规模宏大,跨国家又跨学科的大科学探索工程。旨在测定组成人类染色体(指单倍体)中所包含的30亿个碱基对所组成的核苷酸序列,从而绘制人类基因组图谱,并且辨识其载有的基因及其序列,达到破译人类遗传信息,解码生命奥秘,探索人类自身的生、老、病、死规律,揭示疾病产生机制以提供疾病诊治的科学依据。截至2005年,人类基因组计划的测序工作已经完成,但基因组学等研究工作一直在不断深人和扩展。例如,2006年启动了肿瘤基因组计划力求揭示人类癌症的产生机制以及癌症预防与治疗的新理念。当下已经迈进后基因组时代,从揭示生命所有遗传信息转移到在分子整体水平上对功能的研究(功能基因组学)。21世纪的生命科学以新姿态和新方法阔步向着纵深发展,同时有力推进了基础与临床医学、生物信息学、计算生物学、社会伦理学等相关学科的蓬勃发展。为促进这些相关学科及其应用的更好发展,尤其推动在人类健康与疾病、个性化医疗、农业、环境、微生物等诸多领域的广泛应用,自2006年以来巳经召开了十届国际基因组学大会(ICG)。第10届国际基因组学大会于2015年10月在中国深圳举行,特别就临床基因组学、生育健康、癌症、衰老、精准医疗、人工智能与健康、农业基因组学、合成生物学、生命伦理和社会影响、相关组学及生物产业等热点问题进行深人研讨,展现了相关组学的旺盛活力。

二、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等与基因组学相辅相成

基因组学作为研究生物基因组的组成,组内各基因的精确结构、相互关系及表达调控的科学,又必须从系统生物学角度与方法,着眼于整体出发去研究人类组织细胞结构、基因、蛋白质及其分子间相互作用,并通过整体分析研究人体组织器官的功能代谢状态,从而才能更有效地探索解决人类疾病发生机制及其诊治与保健问题。

虽然人类基因组图揭示了人类遗传密码,而对生命活动起调节作用的是蛋白质。基因组研究本身不能体现蛋白质的表达水平、表达时间、存在方式以及蛋白质自身独特活动规律等。因此,自从基因和基因组学问世以后,分子生物学的组学大家庭中,不断延伸分化形成了相互密切关联的转录组学(tmnscrip-tomics)、蛋白质组学(proteomics)、代谢组学(metabo-lomics),以及脂类组学(lipidomics)、免疫组学(lmmu-nomics)、糖组学(glycomics)、RNA组学(RNAomics)等,这些相互密切关联的组学构成丰富的系统生物学以及组学生物技术基础。

转录组学是一门在整体水平上研究细胞中基因转录情况以及转录调控规律的分支学科。也即转录组学是从RNA水平研究基因表达的情况。转录组即一个活细胞所能转录出来的所有RNA的总和,是研究细胞表型和功能的一个重要手段。可见在整体水平上研究所有基因转录及转录调控规律的转录组学,乃是功能基因组学研究的重要组成部分。

蛋白质组(proteome)是指一个基因、一个细胞或组织所表达的全部蛋白质。而蛋白质组学研究不同时间、空间发挥功能的特定蛋白质及其群体;从蛋白质水平上研究蛋白质表达模式和功能模式及其机制、调节控制及蛋白质群体中各个组分。蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征,包括蛋白质的表达水平,翻译后的修饰,蛋白与蛋白相互作用等,由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生,细胞代谢等过程的整体而全面的认识。基因组相对稳定,而蛋白质组是动态的概念。研究蛋白质组学是基因组学研究不可缺少的后续部分,也即生命科学进人后基因时代的特征。

代谢组学的概念源于代谢组,代谢组是指某一生物或细胞在一特定生理时期内所有的低分子量代谢产物。代谢组学则是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新分支学科。代谢组学以组群指标分析为基础,以高通量检测和数据处理为手段,以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支。继基因组学和蛋白质组学之后新发展起来的代谢组学,是借助基因组学和蛋白质组学的研究思想,对生物体内所有代谢物进行定量分析,并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系。基因组学和蛋白质组学分别从基因和蛋白质层面探寻生命的活动,而实际上细胞内许多生命活动是发生在代谢物层面的。因此有研究者认为“基因组学和蛋白质组学告诉你什么可能会发生,而代谢组学则告诉你什么确实发生了”。所以,代谢组学迅速发展并渗透到诸多领域,例如疾病诊断、医药研制开发、营养食品科学、毒理学、环境学、植物学等与人类健康密切相关的各领域。

三、放射组学在交叉融合中应运而生

2015年是伦琴发现X射线120周年,正如简明不列颠百科全书所评价:X射线的发现“宣布了现代物理学时代的到来,使医学发生了革命”W。近40多年来计算机科学技术的交叉融合,以X射线透射开始并不断拓展许多种类型的医学成像技术,又经历了数字化革命而呈现出跨越式发展。数字化医学影像学已经成为现代医学不可或缺的重要手段和必不可少的组成部分。医学影像学在保健査体、疾病预防、疾病筛査、早期诊断、病情评估、治疗方法选择、康复疗效评价等,以及生命科学研究方面发挥了越来越大的不可替代作用。随着多排螺旋CT、双源CT、能谱CT、磁共振成像(MRI)、单光子和正电子计算机断层显像(SPECT与PET)、图像融合一体机成像(PET/CT等等)诸多影像医学新设备、新技术、新方法层出不穷,医学影像学巳经从结构成像发展到功能成像,又迈向分子影像学的新阶段。尤其进人21世纪后,分子影像学方兴未艾地蓬勃发展,已经成为分子生物学的重要手段。当前数字化医学影像学所形成的大数据又密切关联到相关基因组学,应运而生了放射组学(radiomicsV)。如果说20世纪驱动医学影像学的发展主要是依靠物理学和计算机科学技术、电子工程科学技术等,而21世纪则迫切需要与医学、分子生物学(包括基因组学等诸多组学)等相关学科进一步深人交叉融合相辅相成。

放射组学(亦有称之为影像组学)、分子影像学完全是与基因组学、蛋白质组学等相关组学彼此关联并相互促进而不断发展的。整合各种技术实现运用影像学手段显示人体组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子,并能反映活体状态下分子水平变化,从而对其生物学行为在分子影像层面进行定性和定量研究,无论在人体保健与疾病的诊断治疗,或者在药物研究开发,以及在基因功能分析与基因治疗研究等方面,都凸显了巨大优势和良好前景。

包含分子影像学的数字化医学影像学迅速发展,可提供越来越丰富的多层次医学影像数据资料,显然必须加以深度发掘并充分利用这些极其庞大的数字化信息。通过放射组学研究,解码隐含在医学影像信息中的因患者的细胞、生理、遗传变异等多因素共同决定的综合影像信息,并客观且定量化将其内涵呈现在临床诊治、预后分析的整个过程,这无疑会成为临床医学具有重大意义的革命。应运而生的放射组学,就是致力于应用大量的自动化数据特征化算法将感兴趣区域(regionofinterest,R0I)的影像数据转化为具有高分辨率的可发掘的特征空间数据。数据分析是对大量的影像数据进行数字化的定量高通量分析,得到高保真的目标信息来综合评价肿瘤的各种表型(phenotypes),包括组织形态、细胞分子、基因遗传等各个层次。例如近期文献报道,放射组学可揭示肿瘤预测性的信号,能够捕获肿瘤内在的异质性,并与潜在的基因表达类型相关联。

美国的国家癌症研究所(NationalCancerInstitu?te,NCI),已经建立量化研究网络(quantitativere?searchnetwork,QIN),旨在共享数据、算法和工具,以加速影像信息量化的合作研究网络U5]。他们将放射组学的建设及应用框架分为5部分:①图像的获取及重建;②图像分割及绘制;③特征的提取和量化;④数据库建立及共享;⑤个体数据的分析。当然这些均是很有挑战性的工作。

放射组学通过标准化的图像获取以及自动化的图像分析等,能为疾病的诊断、预后及预测提供有价值的信息。近期的研究还提示放射组学能有效预测不同患者中的肿瘤基因异质性等,可见放射组学有着广阔应用前景。四、发展相关组学更好共促精准医疗

从基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等2直到新形成的放射组学,均是在相关学科交叉融合中,当条件与时机发展到一定程度而瓜熟蒂落催生。

这些相互关联的组学全部都兼备着学科分化以及整合的特色。学科交叉融合根据发展需要分化催生出4新分支,而所有这些组学分支学科又都从系统生物学角度出发,注重对形成的分支学科自身整体开展研I究。正是如此辩证统一的现代科技发展特点,如同DNA的螺旋结构一样在不断深化中而螺旋式上升,7推动科学技术向更深层次和更高水平发展。

基因组学发展范文第3篇

【关键词】生物信息学 宏基因组 高通量测序

宏基因组(Metagenome)是1998年由Handelsman等人正式提出,定义为特定生物环境中全部微生物遗传物质的总和。宏基因组学通过直接从环境样品中提取全部微生物的遗传物质DNA,利用第二代测序技术,得到高通量宏基因组数据,并结合微生物基因组学的研究成果,分析环境样品所包含的全部微生物的群落组成及其结构功能。高通量宏基因组数据在基础微生物学、水体、土壤、农业、医学研究等领域都显示出了重要价值[1]。

1宏基因组学研究方法

宏基因组学的研究方法主要有:环境样本的采集、宏基因组DNA的提取,高通量测序、所得序列的比对检索分析,以及进一步进行微生物物种结构和功能分析。其中,提取DNA要尽可能地提取出样品中所以微生物的基因且保持基因片段的完整,目前的提取方法主要有直接裂解法和细胞提取法。随着第二代测序技术的发展,宏基因组数据呈现出序列短小、通量巨大的特点,一方面蕴含更为丰富的环境微生物遗传物质信息,极大拓展了微生物学研究与应用领域,另一方面也为分析处理带来前所未有的挑战。

2宏基因组学的应用

在短短几年内,高通量宏基因组数据研究已渗透到各个领域,包括基础微生物学、海洋学、土壤学、医学等,并在医药、替代能源、环境修复、生物技术、农业、生物防御及伦理学等各方面显示了重要的价值[2]。

2.1基础微生物学研究

宏基因组为基础微生物学研究打开了新局面,得以快速准确地探测新基因、发现新物种(如未知病原体等)以及准确认识微生物群落的物种构成及其功能结构。由于自然界中大多数微生物物种及其生物量是未知的,其中大量微生物采样困难、培养效率低下,这极大限制了传统微生物学的研究与发展,而高通量宏基因组数据的产生则突破了这一束缚。通过分析高通量宏基因组数据,包括序列比对、De Novo组装、GO分析等等技术,无需经过提纯培养,就能探测新基因、新物种,为微生物环境工程、疾病诊断治疗奠定基础。

2.2海洋学和土壤学研究

海洋和土壤中包含大量微生物,它们与生态环境关系密切。目前通过采用土壤、海水等环境样品,获取高通量宏基因组数据,探测其中微生物的组成及功能分布,能够对导致生态环境变化的因素有更深入的认识。如利用来自海洋石油污染区的微生物高通量宏基因组数据,分析其微生物相对丰度,可以有效探测石油降解细菌及其生态关系网,为污染治理提供新思路。利用来自豆类植物附近土壤测取的宏基因组数据,分析其中固氮菌含量及其关联因素,有助于设计提高豆类产量种植模式。高通量宏基因组数据为认识复杂的微生物群落构成及其功能提供了可能,且必将在研究生物多样性和微生物环境工程中发挥重要作用[3]。

2.3医学研究领域

高通量宏基因组数据在现代医药学中扮演着极其重要的角色,一方面通过疾病样本的宏基因组分析,可以确定病原体或致病基因及其与其他因素之间的关联,为疾病治疗提供可能;另一方面利用宏基因组数据筛选在医药业中具有重要应用价值的基因及其产物,促进医药发展。如利用取自不同牙周炎病况病人口腔高通量宏基因组数据,分析处理得到各样本微生物相对丰度数据,比较不同牙周炎病况下的微生物整体分布情况,揭示出牙周炎与口腔微生物群落的生物多样性和关联网络之间有显著联系。

3结语

随着高通量测序技术的迅猛发展,宏基因组分析已经成为探索自然环境中微生物物种和功能组成的重要手段之一,是研究微生物群落的利器。宏基因组分析手段无需经过复杂严苛的实验室培养过程,直接利用第二代高通量测序技术,快速产生成千上万的自然微生物DNA序列的短读片。但是高通量宏基因组数据也给研究带来挑战。它呈现出序列短小、通量巨大的特点。此外,高通量测序技术的准确率低于传统测序技术,亟需完善的概率统计模型和有效的算法实现[4]。

在应用前景方面,随着组合生物合成技术和纳米技术迅速发展,可以考虑将宏基因组学技术与之结合,利用纳米技术人工合成由宏基因组学的方法探测所得新兴基因,促进天然活性产物的开发及挖掘,进一步促进微生物工程的发展。

参考文献:

[1]许忠能著.生物信息学[M].北京: 清华大学出版社,2009.

[2]贺纪正,张丽梅,沈菊培 等.宏基因组学的研究现状和发展趋势[J].环境科学学报,2008,28(2): 209-218.

基因组学发展范文第4篇

【Abstract】Based on the foundation of related research at home and abroad, paper summarizes the principle and research strategy, research background, basis and main application of system toxicology. At the same time, to explain its current status a case study of the system is introduced. And we hope to draw sufficient toxicological nutrition from the development of molecular biology and development itself combined with the research of traditional toxicology .

【关键词】背景;技术;应用;进展

【Keywords】background; technology; application; progress

【中图分类号】X-0 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)04-0195-02

1 系统毒理学及其诞生背景

系统毒理学是近10年来发展起来的一门新兴学科,代表着后基因组时代毒理学发展的新方向。所谓系统毒理学是指通过了解机体暴露后在不同剂量、不同时点的基因表达谱、蛋白质谱和代谢物谱的改变以及传统毒理学的研究参数,借助生物信息学和计算毒理学技术ζ浣行整合,从而系统地研究外源性化学物和环境应激等与机体相互作用的一门学科 [1]。

近年来,生命科学在新理论和新技术上有了突飞猛进的发展,一系列“组学”(omics)应运而生,如基因组学(genomics)、蛋白质组学(proteomics)、细胞组学(cellomics或cytomics),等新学科不断涌现,使人们对基因和基因组的认识,对生命本质的认识和认识生命、健康的手段取得了重要的进展。

另外,传统的毒理学研究依然存在许多不足,相对速发展的分子生物学技术和越来越多的外源性物质,毒理学的研究方法急待革新。

系统毒理学的发展,既有系统生物学发展的外在刺激,又有传统毒理学在发展中克服自身不足的内在需求。

2 生物学基础

2.1 基因组学

基因组学是研究基因组的结构、功能及表达产物的学科。基因组的产物不仅是蛋白质,还有许多复杂功能的RNA。将基因组学的方法与技术应用于毒理学研究领域,称之为毒物基因组学(toxicogenomics)。毒物基因组学的基本方法是通过观察生物在接触毒物后基因表达谱的变化,筛选毒性相关基因、揭示毒作用的基因表达谱、快速筛选毒物、在基因组水平对化学物进行分类、筛选和检测基因多态性、检测基因突变、进行安全性评价等,从而解决化学物的联合作用、高通量筛选对人体有毒性作用或者潜在毒作用的化学物、研究毒作用机制等毒理学研究上的关键问题[2]。

2.2 转录组学(transcriptomics)

转录组学是从RNA水平研究基因表达的情况。转录组即一个活细胞所能转录出来的所有RNA的总和,是研究细胞表型和功能的一个重要手段。

转录组谱可以提供什么条件下什么基因表达的信息,并据此推断相应未知基因的功能,揭示特定调节基因的作用机制。通过这种基于基因表达谱的分子标签,不仅可以辨别细胞的表型归属,还可以用于疾病的诊断。例如:阿尔茨海默病(Alzheimer′sdiseases,AD)中,出现神经原纤维缠结的大脑神经细胞基因表达谱就有别于正常神经元,当病理形态学尚未出现纤维缠结时,这种表达谱的差异即可以作为分子标志直接对该病进行诊断。

2.3 蛋白质组学

阐明生物体各种生物基因组在细胞中表达的全部蛋白质的表达模式及功能模式的学科。包括鉴定蛋白质的表达、存在方式(修饰形式)、结构、功能和相互作用等。

同时,基因的表达方式错综复杂,相同的一个基因在不同条件、不同时期可能会引起完全不同的作用,并加上翻译后修饰作用如磷酸化、糖基化、乙酞化、羟基化等,使蛋白质的结构、功能及活性有动态和复杂的变异。各种蛋白质组技术的基本步骤均包括样品蛋白质制备、蛋白质分离、质谱分析、蛋白质鉴定和肽质量指纹谱或纯蛋白质裂解离子谱图数据库的检索。

3 系统毒理学研究进展

AndrewCraig应用系统毒理学的方法分析使用噻吡二胺研究大鼠肝中毒的机理。大剂量的噻吡二胺可导致大鼠肝细胞的坏死,而原因并不清楚。作者通过基因组学,蛋白质组学和代谢组学的相关技术对具体的机理进行研究。通过对雄性大鼠连续注射噻吡二胺三天,注射剂量为150mg/kg/d,从血液和肝脏获得药物后(两小时后),每天连续24小时收集尿液。监测数据可以对药物在肝脏内的代谢途径和转换过程进行解释。

MichaelWaters构想并建立了基于危害或风险评价的几个毒物数据库,其建立的第一个数据库被发展为环保局办公室下面的毒物数据库。通过和政府,企业和科研院所的合作,其建立的毒物数据库已经在毒理学研究和致癌研究方面发挥了巨大作用。

EthanYixunXu在研究中,对雄性大鼠分别进行铂化合物和庆大霉素的染毒实验。使用MetaCore分析软件,通过整合尿液中代谢组学分析图像和转录组学分析图像来鉴别与肾毒物相关的生物化学变化。实验表明,铂化合物和庆大霉素可严重影响mRNA合成一些转录子,而每种转录子对应一种代谢产物。并进一步发现了肾脏中的几个转录子可能在诱发肾病方面承担主要媒介作用。

JiangshanWang等基于代谢组学技术,通过液相色谱法和质谱分析法对阿霉素(doxorubicin)作用于大鼠进行系统毒理学研究。然后,通过方差分析和组分分析方法来揭示随剂量和时间的变化以及在多元变量情况下的相互影响。最后,各种设计致毒过程的代谢分子都可以通过精准的高通量试验设备被鉴定出来,并据此推断关于阿霉素致毒机理的假设。

Mutation Researchs志发表社论,指出“组学”是理解和学习系统毒理学的一个工具。“组学”技术可以获取广泛的基于基因组学,转录组学,蛋白质组学,代谢组学的数据信息。文章进一步指出,利用基因毒理学方法来研究系统毒理学的思路看似很简单。社论指出,研究致毒机理对于正确评价药物或者环境化学物暴露下的风险至关重要。

DavidJ.Spurgeon研究了使用系统毒理学的方法来理解环境化学混合物的联合作用。有时候这些模型也有局限性,尤其在毒物发生相互作用的情况下,模型就不能精准的做出预测了。为了能更好地理解混合毒物的相互作用,一种新的实验研究框架被建立,这种框架是用于理解化学生物利用度三部曲的延伸。这个框架认为,化学混合物的相互作用源于一些过程,包括①物种进化,化学污染物的转运;②污染物在生物体内的吸附,消化,分配以及排泄;③化学污染物在目标靶位的粘合程度 [3]。

系统毒理学是在现代生物技术发展的基础上发展起来的,它的出现和发展为人类研究毒理提供了一种新的思路和方法,也让人们对于传统毒理学无能为力的一些命题看到了希望,但作为一门新兴的研究领域,他的研究方法并不成熟,研究思路也很模糊。虽然被寄予厚望,但要想从分子生物学的发展中汲取足够营养并结合传统毒理学的研究成果发展壮大自己并为人类健康做出贡献,还有很长的路要走。

【参考文献】

【1】王先良.系统毒理学及其应用.生态毒理学报[J].2006,1(4):289-293.

基因组学发展范文第5篇

近年来,随着人类基因组学研究的不断进展,个性化医疗市场已经成为国际发达国家重点发展领域。我国的个性化健康服务产业起步晚,发展速度慢,高新技术含量低,尚处于产业化的萌芽阶段,当务之急是尽快形成具有本国优势的核心竞争力,快速推动个性化健康服务产业向国际先进水平迈进。

推动形成个性化健康服务产业核心竞争力刻不容缓

个性化健康服务产业是以基因组学技术和健康信息技术为依托的全新的产业形式,是由人类基因组计划和健康管理产业的发展而带动发展起来的。从产业形成至今,世界各发达国家就将发展重点集中在核心技术——基因组学上,各国纷纷加紧申请基因技术专利,抢占基因资源,占领产业的制高点。因此,个性化健康服务产业的核心竞争力一定体现在先进的核心技术之上,尤其是以基因组学为基础的基因检测、新药研发等关键环节。

一是产业发展速度远低于国际先进水平。2009年,国际发达国家个性化医疗市场份额150亿美元,预计到2014年将达到292亿美元,年增长率超过15%。由于国内尚未明确此类市场,因此相关的专题报告和数据统计无从查证,但是与发达国家现有的市场份额和近增长速度相比,我国的产业规模和发展速度差距很大。

二是创新性研究资金投入严重不足。以美国为例,1995年至2005年间,用于药物研发的R&D经费从1504L美元增长到3904/美元,增长率达160%;仅2005年获得审批的新药就有44项,到2008年美国用于R&D经费总支出达到3688亿美元,占到GDP的2,68%。我国在2008年的R&D经费为665亿美元,其中用于医药制造业的全部费用仅79.1亿美元,至今仍没有一项生物基因制药取得自主知识产权的新药问世。

三是个性化健康服务项目种类稀少。在欧美等国家,用于临床的基因检测已经达到上千项,使用基因芯片的即时检测服务2009年市场份额已经达到27亿美元,成为个性化医疗的第二大市场。目前国内可用于临床的基因检测服务项目仅有2007年卫生部批准的27项,而其余检测项目大多是由市场上的基因检测公司直接向消费者提供,检测标准和质量有待商榷。

四是法律法规体系远不够健全。发达国家在个性化健康服务产业发展之前,均采取立法的形式严格规范基因检测市场、保护个体的隐私权,防止出现新技术所带来的基因歧视和其他社会伦理问题,从而降低新兴产业所带来的社会风险。国内目前还没有相关法律出台,市场准入和监管的法规体系尚未建立,企业权责利不明确,市场乱象仍然存在。

五是缺少专门的政策推动个性化健康产业进程。2003年以来,美国政府积极推动个体化医疗联盟成立,颁布政策敦促药厂提供药物的药物基因组学资料,推进个体化用药进程;2008年,日本厚生劳动省出台政策确定药物基因组学在开发新药的临床试验和上市后临床试验中的作用;2009年8月,欧洲成立了首个个体化医疗诊断联合会。我国目前还尚未有一项关于个性化健康服务的政策出台。

采取积极应对战略

一是发挥我国基因资源的优势,推动产业发展。基因资源是一个民族和物种的宝贵资源,基因资源丰富是我国个性化健康服务产业发展的巨大优势。我国幅员辽阔、人口多,疾病谱广泛,民族多样,具有丰富基因资源,可以为人类基因组图谱、功能基因组学、疾病基因组学研究提供宝贵的样本资源。在人类基因组计划开展之初,一些发达国家的科研机构在我国国内收集遗传样本,利用我国国民的遗传信息进行科学研究和产品研发,甚至出现过违反伦理原则、擅自利用我国基因资源的案例。1998年我国出台了《人类基因资源管理暂行办法》,立法保护我国丰富的基因资源,防止我国基因资源外流。在今后的发展中一旦我国个性化健康服务产业具备了高新技术的核心竞争力,就能够充分利用我国现有的基因资源,建立大规模遗传样本数据库,进一步提高研发效率和创新能力,推动个性化健康服务产业发展。