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代谢组学与系统生物学

来源:生物谷/Dr.Lu 2016-02-29 11:32

当前国内外几种常见的组学研究中,基因组学主要研究生物系统的基因结构组成,即DNA 的序列及表达。蛋白质组学研究由生物系统表达的蛋白质及由外部刺激引起的差异。代谢组学是研究生物体系 (细胞、组织或生物体)受外部刺激所产生的所有代谢产物的变化,可以认为代谢组学是基因组学和蛋白质组学的延伸。

随着这些组学研究的深入,科学家们逐渐认识到:基因组的变化不一定能够得到表达,从而并不对系统产生实质影响。某些蛋白质的浓度会由于外部条件的变化而升高,但由于这个蛋白质可能不具备活性,从而也不对系统产生影响。同时,由于基因或蛋白质的功能补偿作用,某个基因或蛋白质的缺失会由于其他基因或蛋白质的存在而得到补偿,最后反应的净结果为零。而小分子的产生和代谢才是这一系列事件的最终结果,它能够更准确地反映生物体系的状态。

因此,系统生物学的研究应涵盖基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学,任何单一组学的研究对生物问题的理解都是不全面的。

系统生物学是在细胞、组织、器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用,并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为的科学。

系统生物学从基因组序列开始,完成从生命密码到生命过程的研究。如果将生命体看成一个在基因调控下的无数的相互关联的生化反应所组成的一个新陈代谢网络,那么系统生物学将要鉴别每一个反应节点的各种分子及其相互作用,从局部到整体,最终完成整个生命活动的路线图。

系统生物学的主要技术平台为基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学等,这些"组学"分别在DNA、mRNA、蛋白质和代谢产物水平检测和鉴别各种分子并研究其功能以及各种分子之间的相互关系。进而发现生化反应的途径和网络,构建生物学模块,并在研究模块相互作用的基础上绘制生物体的相互作用图谱。

代谢组学与其他组学结合对阐明生命的奥秘具有重要意义。

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