代谢组学研究.pptVIP

代谢组学研究-功能基因组的重要组成部分 内容介绍 1.什么是代谢组学? 2.代谢组学主要研究技术 3代谢组学的应用和进展 系统生物学 1 代谢组学的含义 metabolomics 着重研究的是单个细 胞或细胞类型中所有的小分子成分和波动规律,或许可以叫做细胞代谢组学 metabonomics 则是定量研究有机体对由病理生理刺激或遗传变异引起的,与时间相关的多参数代谢应答 代谢组学的发展 Challenges of MetabonomicsSample Complexity and Data Handling Each sample has.., a wide range of compound classes a wide variation in metabolite concentrations a large number of potential components The Need for Metabonomic Information 代谢组学分析流程 样品的采集预处理 数据的采集 数据的分析及解释 The strategy for large scale metabonomics research 样品处理 L-L SPME SPE Technique for metabonomics research 数据采集 核磁共振 色谱 质谱 红外光谱 荧光散射等 核磁共振(NMR) 主要技术 能对样品实现非破坏性,非选择性的分析 1H-NMR对含氢化合物均有响应,能完成代谢产物中大多数化合物的检测,满足代谢组学中的对尽可能多的化合物进行检測的目标. 不足: 其对每个分子的化学和物理环境敏感,样品制备的要求很高 NMR的动态范围有限,很难同时測定生物体系中共存的浓度相差较大的代谢产物 硬件投资较大 色谱/质谱 GC LC 普适性,高灵敏度和特异性 GC/MS LC/MS 数据分析 大量的多维的信息,需要应用化学计量学方法 主成分分析(principal components analysis PCA) 簇类分析(hierarchical cluster analysis HCA) 非线性映射(nonlinear mapping NLM) 偏小二乘法(partial least squares PLS) 神经网络(neural network NN) 人工神经元网络( ANN) 代谢组学的应用 1.疾病诊断 2.药物的疗效和毒性评价 3.植物的细胞代谢组学评价 疾病诊断 疾病引起机体的代谢产物的变化,对这些变化进行的代谢组学的分析,能够帮助人们更好的理解病变过程及机体内物质的代谢途径,有助于疾病的生物标记物的发现和辅助临床诊断的目的. 药物的毒性评价 NMR COMET:主要利用1H-NMR 技术,模式识别和专家系统,根据已知毒性物质的病理效应完成对被检测的生物组织的分类. LC/MS 植物的细胞代谢组学评价 一个独立领域,一般利用GC/MS Metabolomics 目标是寻找植物代谢过程中的关键基因,如耐寒,耐旱等 思路是遵循代谢组学的研究方法,在改变植物基因后,进行植物的代谢分析或记录代谢产物,从而更迅速地掌握有关植物代谢途径的信息. 展望 2001,美国,“metabolic profiling:Pathways in discovery” 2002,荷兰,第一届植物代谢组学国际会议 2003,德国,第二届植物代谢组学国际会仪 西方国家成立多个关于代谢组学研究的研究中心或公司: Max-Planck-Institute(Germany) Metabometrix Ltd(英国) Platform Plant Metabolomics(荷兰) The Metabolomics group(USA) Phenomenome Discoveries Inc.(Canada) 国内 大连化物所、上海交通大学、上海生命科学研究院、微生物所、植物生理生态所、植物所、昆明植物所、中国科技大学、有机所等单位 The COMET Consortium Research consortium comprised of 6 Pha