转录组和蛋白组

蛋白质组与转录组比较关联分析方案一．概述1．研究背景生命体是一个多层次，多功能的复杂结构体系，高通量技术的发展积累了大量的组学数据，这使得由精细的分解研究转向系统的整体研究成为可能，整合多组学数据能够实现对生物系统的全面了解。

当部分层面上的研究都逐渐走向完善的时候，从部分到整体就是一种必然发展趋势。

相关研究表明，基因表达不仅仅是从转录组到蛋白质组的单向流动，而是两者的相互连接。

对这种功能调控的了解通常只限于特殊的信号途径，要了解转录组和蛋白质组之间的相互调控作用，就需要对RNA和蛋白质的表达进行同步监测。

正如RNA可作为部分生物学功能的酶反应的效益物一样，蛋白质也是大多数生物学功能的效益物。

因此，蛋白质水平广泛的基因组分析是基因表达更直接的反映。

质谱技术的发展，使得定量的蛋白组学研究成为可能。

然而，当细胞适应了转录水平、转录后（如mRNA的剪接）、翻译后（蛋白降解和输出）的精细调控机制后，转录物和蛋白质丰度测量结果可能会不一致。

因此，定量的转录物和蛋白质丰度测量可作为相互的标准，为高通量分析得出的基因表达数据做出合理的解释。

正如蛋白质和RNA之间类似点可以增加我们对新的生物标记的信任度一样，差异也能暗示我们“其他的转录后调控结合点可作为重要的调控研究靶点”。

在蛋白组学分析过程中，一些研究选择了双向凝胶电泳（2一DE）分析蛋白质混合物。

要么是对不同的凝胶染色，要么是让不同的细胞与不同的染料相结合，通过斑点染色亮度可以看到蛋白质的亮度。

随后用质谱仪对分离出的定量凝较斑点进行鉴定，与转录组学分析不同的是，双向凝胶电泳分析的鉴定结果与定量分析是散耦合（de一coupled)。

液相色谱法（LC）是作为一种替代2一DE的蛋白质分析方法而出现的。

LC一MS分析是典型的“自下而上（Bottom一up)”分析方法，通常要用特异的蛋白酶（如胰蛋白酶）将蛋白质消化为肽段。

与2一DE不同，LC一MS对肽的定量和鉴定是同时进行的，可以选择定量的MS峰（m/z）用于鉴定，通过肽段的信息推测对应蛋白质的定量信息。

比较概述基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学的概
念、研究方法、优缺点及应用设想
组学omics,研究的是整体.按照分析目标不同主要分为基因组学,转录组学,蛋白质组学,代谢组学.
基因组学研究的主要是基因组DNA,使用方法目前以二代测序为主,将基因组拆成小片段后再用生物信息学算法进行迭代组装.当然这仅仅是第一步,随后还有繁琐的基因注释等数据分析工作.
转录组学研究的是某个时间点的mRNA总和,可以用芯片,也可以用测序.芯片是用已知的基因探针,测序则有可能发现新的mRNA, 蛋白组学针对的是全体蛋白,组要以2D-Gel和质谱为主,分为top-down和bottom-up分析方法.理念和基因组类似,将蛋白用特定的物料化学手段分解成小肽段,在通过质量反推蛋白序列,最后进行搜索,标识已知未知的蛋白序列.
代谢组分析的代谢产物,是大分子和小分子的混合物,主要也是用液相和质谱.
总而言之,这些技术都想从全局找变量,都是一种top-down的研究方法,原因很简单：避免‘只缘身在此山中’的尴尬.
但因为技术局限,都各有缺点,尤其是转录组和蛋白组数据,基本上颠覆了以前一直认为的mRNA水平能代表蛋白水平的观念,因为这两组数据的重合度太低.
所以目前很多研究都开始使用交叉验证方法.
无论如何,都需要对数据进行分析,有经验的分析往往能化腐朽为神奇.。

转录组测序结合蛋⽩组学技术筛选肝癌转移基因_秦荔荣■背景资料肝癌的转移与复发是导致肝癌具有较⾼病死率的原因, ⾄今对肝癌转移的机制不清. 蛋⽩组学、转录组学、代谢组学等新技术都是发现功能基因和标志物的新⽅法, 各种组学技术的有机结合将为肝癌转移相关重要基因和标志物研究提供有价值的线索.秦荔荣，　⼴西医科⼤学第⼀附属医院消化内科　⼴西壮族⾃治区南宁市　５３００２１周怡，　李洪涛，　臧宁，　⼴西医科⼤学医学科学实验中⼼　⼴西壮族⾃治区南宁市　５３００２１邓⼩芳，　何敏，　⼴西医科⼤学公共卫⽣学院　⼴西壮族⾃治区南宁市　５３００２１何敏，　区域性⾼发肿瘤早期防治研究教育部重点实验室　⼴西壮族⾃治区南宁市　５３００２１秦荔荣，　副教授，　主要从事消化系统疾病的防治研究．　国家⾃然科学基⾦资助项⽬，　Ｎｏｓ．　８１２６０４４５，　３０９６０３３２区域性⾼发肿瘤早期防治研究教育部重点实验室研究基⾦资助项⽬，　Ｎｏｓ．　ＧＫ２０１３－１３－Ａ－０１－０２，　ＧＫ２０１４－ＺＺ０４作者贡献分布：　此课题由秦荔荣与何敏设计；　转录组测序及验证分析由周怡与邓⼩芳完成；　⾎清蛋⽩组学检测由李洪涛与臧宁完成；　本⽂数据分析、撰写由秦荔荣完成；　⽂章修改和审阅由何敏完成．　通讯作者：　何敏，　教授，　５３００２１，　⼴西壮族⾃治区南宁市双拥路２２号，　⼴西医科⼤学公共卫⽣学院．　ｍ＿ｈ＿ｍ８６８＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ电话：　０７７１－５３５８１４６收稿⽇期：　２０１５－０２－１０修回⽇期：　２０１５－０３－０６　接受⽇期：　２０１５－０３－１８在线出版⽇期：　２０１５－０５－０８　Identification of genes related to hepatocellular carcinoma metastasis by a combined transcriptomics and proteomics approachLi-Rong Qin, Yi Zhou, Xiao-Fang Deng, Hong-Tao Li, Ning Zang, Min HeLi-Rong Qin, Department of Gastroenterology, the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, ChinaYi Zhou, Hong-Tao Li, Ning Zang, Scientific Research Center of Guangxi Medical University, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, ChinaXiao-Fang Deng, Min He, Public Health School of Guangxi Medical University, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, ChinaMin He, Key Laboratory of High-Incidence-Tumor Prevention & Treatment (Guangxi Medical University), Ministry of Education, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, ChinaSupported by: National Natural Science Foundation of China, Nos. 81260445 and 30960332; the Fund of Key Laboratory of High- Incidence-Tumor Prevention & Treatment, Nos. GK2013-13-A-01-02, GK2014-ZZ04Correspondence to: Min He, Professor, Public Health School of Guangxi Medical University, 22 Shuangyong Road, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China. m_h_m868@/doc/114462469b89680202d8257b.htmlReceived: 2015-02-10 Revised: 2015-03-06Accepted: 2015-03-18 Published online: 2015-05-08AbstractAIM: To screening key genes related to hepatocellular carcinoma (HCC) metastasis by high-throughput transcriptomics sequencing and serum proteomics.METHODS: Differentially expressed genes between liver cancer cells Smmc-7721 and normal liver cells L-02 were analyzed by Ion Proton ? high-throughput sequencing. Bioinformatics methods were used to perform GO annotation, clustering and enrichment analysis. Ten serum samples from HCC patients and 10 normal serum samples were recruited to detect the differential protein expression by isobaric tags for relative and absolute quantitation (iTRAQ) and matrix-assisted laser desorption/ionization tandem time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF/MS). The transcriptomics data and serumproteomics data were analyzed together to screen key genes related to HCC metastasis. Then, a screened key gene was verified by immunohistochemistry in 76 HCC and adjacent tissues.RESULTS: A total of 618 differentially expressed genes (DEGs) in liver cancer cells were identified by transcriptome sequencing,转录组测序结合蛋⽩组学技术筛选肝癌转移基因秦荔荣，　周　怡，　邓⼩芳，　李洪涛，　臧　宁，　何　敏在线投稿: /doc/114462469b89680202d8257b.html /wcjd/ch/index.aspx 帮助平台:/doc/114462469b89680202d8257b.html /esps/helpdesk.aspx DOI: 10.11569/wcjd.v23.i13.2050世界华⼈消化杂志 2015年5⽉8⽇; 23(13): 2050-2057ISSN 1009-3079 (print) ISSN 2219-2859 (online)? 2015年版权归百世登出版集团有限公司所有.基础研究 BASIC RESEARCH■同⾏评议者王蒙, 副教授, 中国⼈民解放军第⼆军医⼤学附属东⽅肝胆外科医院肝外综合治疗⼀科秦荔荣，　等．　转录组测序结合蛋⽩组学技术筛选肝癌转移基因■研发前沿转录组学是发现功能基因和标志物的⼀种可⾏⽅法. 由于转录组测序的结果数据庞⼤, 如何从中挖掘出有价值的关键基因, 除经典的差异表达基因聚类分析、G O 功能注释、富集分析, Kegg Pathway 功能富集分析, COG 功能注释分析等, 本研究尝试将转录组学与⾎清蛋⽩质组学技术结合, 发现热休克蛋⽩90 AA1(heat shock protein 90 AA1, HSP90AA1)是肝癌转移相关的重要基因.and the gene functions were enriched in 14 terms, including metastasis process, transcription and REDOX process, among which metastasis process owned the most DEGs [15.05% (93/618)]. The proteomics data showed that a total of 69 differentially expressed proteins in HCC were detected, including 33 up-regulated and 36 down-regulated ones. Combination analysis found three common factors in transcriptomics and proteomics, among which heat shock protein 90 AA1 (HSP90AA1) was up-regulated in HCC and presented the most significant ratio. According to the immunohistochemical results, the strongly positive rates of HSP90α in HCC with portal vein metastasis and without were 66.7% (16/24) and 25% (13/52), respectively (P < 0.005). HSP90α was overexpressed in HCC with portal vein metastasis.C O N C L U S I O N : T r a n s c r i p t o m i c s a n d proteomics analysis revealed that HSP90AA1 might be a key gene related to HCC metastasis.2015 Baishideng Publishing Group Inc. All rights reserved.Key Words: Hepatocellular carcinoma; Serum Proteomics; Transcriptome sequencing; HSP90AA1; MetastasisQin LR, Zhou Y, Deng XF, Li HT, Zang N, He M. Identification of genes related to hepatocellular carcinoma metastasis by a combined transcriptomics and proteomics approach. Shijie Huaren Xiaohua Zazhi 2015; 23(13): 2050-2057 URL:/doc/114462469b89680202d8257b.html /1009-3079/23/2050.asp DOI:/doc/114462469b89680202d8257b.html /10.11569/wcjd.v23.i13.2050摘要⽬的: 通过⾼通量转录组测序和相对定量⾎清蛋⽩组学技术筛选肝癌转移相关的关键基因.⽅法: 利⽤Ion Proton ?测序仪⽐较⼈肝癌细胞株(Smmc-7721)和正常⼈肝细胞株(L-02)的差异表达基因, 对差异表达基因进⾏聚类分析、GO 功能注释和富集分析, 获得肝癌细胞转移相关基因; 收集10例肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)患者⾎清及匹配10例正常⼈⾎清, 通过相对和绝对定量的同位素标记(isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ)联合基质辅助激光解吸电离串联飞⾏时间质谱(m a t r i x-assisted laser desorption/ionization tandemtime of flight mass spectrometry, MALDI-TOF/MS)检测肝癌与正常对照组⾎清差异表达蛋⽩; 将两组学结果进⾏交集分析, 确定肝癌转移关键基因, 并在76例HCC 和癌旁组织中进⾏免疫组织化学验证.结果: 对肝癌细胞及正常肝细胞进⾏转录组测序分析, 共得到肝癌细胞差异表达基因618个, ⽣物信息学分析差异表达基因主要聚集在转移相关、转录因⼦相关、氧化还原过程等14个分⼦功能, 其中转移相关功能基因所占⽐例最⼤, 达15.05%(93/618); ⾎清蛋⽩组学分析共得到69个肝癌⾎清差异表达蛋⽩, 其中在肝癌组上调33个, 下调36个; 将转录组测序筛选的与转移功能相关基因与蛋⽩质组学进⾏交集分析, 发现有3个共同交集的差异因⼦, 其中差异最明显的是肝癌中表达上调的热休克蛋⽩90AA1(heat shock protein 90 AA1, HSP90AA1); 免疫组织化学验证结果显⽰, HSP90α表达强阳性在门脉转移和⽆门脉转移HCC 组织中的⽐例分别为66.7%(16/24)和25%(13/52)(P <0.005), HSP90α在有门脉转移的肝癌组织表达明显增⾼.结论: 利⽤转录组结合⾎清蛋⽩组策略, 发现HSP90AA1可能是在肝癌转移重要基因.2015年版权归百世登出版集团有限公司所有．关键词：　肝细胞癌；　⾎清蛋⽩组学；　转录组测序；　ＨＳＰ９０ＡＡ１；　转移核⼼提⽰：转录组测序是发现标志物的可⾏⽅法. 但转录组测序数据庞⼤, 本研究将转录组学与⾎清蛋⽩质组学结合, 发现热休克蛋⽩90 AA1(heat shock protein 90 AA1)是肝癌转移相关的重要基因. HSP90α已被证明是全新的肿瘤标志物, 其抑制剂成为抗癌药研究热点.秦荔荣，　周怡，　邓⼩芳，　李洪涛，　臧宁，　何敏．　转录组测序结合蛋⽩组学技术筛选肝癌转移基因．　世界华⼈消化杂志２０１５；　２３（１３）：　２０５０－２０５７ URL: http://www.wjgnet.com/1009-3079/23/2050.asp DOI: /doc/114462469b89680202d8257b.html/10.11569/wcjd.v23.i13.2050　0 引⾔肝癌的转移与复发是导致肝癌具有较⾼病死率的原因, ⾄今对肝癌转移的机制不清[1,2]. 转录组测序是发现功能基因和标志物的⼀种可■相关报道现有研究发现:H S P90α是HSP90AA1编码的蛋⽩质, 作为⼀个分⼦伴侣蛋⽩, 主要是促进⽬标蛋⽩的成熟与结构维护, 参与ATP酶活性有关的功能循环, 维持蛋⽩的正常功能发挥; HSP90α被发现在多种肿瘤呈上调表达, 被证明为⼀个全新的肿瘤标志物; HSP90α在恶性肿瘤的转移过程中可以与基质⾦属蛋⽩酶基质⾦属蛋⽩酶基质⾦属蛋⽩酶2(matrix metallopeptidase 2, MMP2)、MMP9等共同作⽤影响肿瘤细胞运动能⼒和侵袭能⼒; ⽬前HSP90抑制剂已成为抗癌药物研究热点.⾏⽅法[3]. 20世纪70年代诞⽣第⼀代化学降解法测序, 到⼆代测序技术已经具备⾼通量、⾼度并⾏等特点, 但昂贵的费⽤成本成为其⼤范围应⽤的绊脚⽯, 新发展起来的第三代测序技术以较低成本、长度长及⾼碱基识别率为测序技术发展带来⼴阔的前景, 已经⼴泛应⽤于包括结肠癌、前列腺癌等肿瘤标志物研究[4,5].由于转录组测序的结果数据庞⼤, 如何从中挖掘出有价值的关键基因, 除经典的差异表达基因聚类分析、GO功能注释、富集分析, KeggPathway功能富集分析, COG功能注释分析等,本研究尝试利⽤多组学交集分析策略, 为肝癌转移相关重要基因和标志物研究提供有价值的线索.1 材料和⽅法1.1 材料正常⼈肝细胞株(L-02)、⼈肝癌细胞株(Smmc-7721)均购于中国科学院细胞库;RNA纯化免疫磁珠试剂盒(Life Technologies,USA); ⼀抗[Anti-热休克蛋⽩90α(heat shock protein 90α, HSP90α)antibody2G5.G3, abcam, USA]; 相对和绝对定量的同位素标记(isobaric tags for relative and absolute quantitation,i T R A Q)试剂盒(A B, U S A). 10例肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)患者⾎清, 来⾃⼴西医科⼤学附属肿瘤医院的住院患者, 10例健康对照者⾎清来⾃⼴西医科⼤学第⼀附属医院体检中⼼. 76例肝癌组织及癌旁组织标本收集于2011-11/2013-09⼴西医科⼤学第⼀附属医院肝胆外科.1.2 ⽅法1.2.1 转录组测序分析肝癌差异表达基因: (1)转录组学测序检测: 正常⼈肝细胞株(L-02)、⼈肝癌细胞株(Smmc-7721)均购于中国科学院细胞库. 提取总RNA, NanoDrop分光光度计测定RNA样品纯度和浓度, 2%琼脂糖凝胶电泳检测RNA完整性. 使样本的RNA含量均在100 µg以上, RNA纯化免疫磁珠试剂盒分离纯化mRNA,使其含量达5-400 ng. 纯化的mRNA⽚段化处理后, 反转录反应合成cDNA, 再⽤聚合酶扩增构建成功的测序⽂库. 利⽤Ion Proton?测序仪对样品进⾏⾼通量测序; (2)⽣物信息学分析: Proton? Torrent服务器预加载了Torrent Suite软件, 测序分析获得的数据⾃动传⾄Proton? Torrent服务器, 对转录组测序数据进⾏数据覆盖度、对⽐信息统计, 作覆盖分析、作图、变异识别等检测, FPKM法计算样本的表达量, Fold-change法分析基因的差异表达, 发现新基因或新转录本Ion Reporter?软件进⾏⽣物学功能注释和常见变异体的鉴定, 对差异表达进⾏聚类分析、GO功能注释富集分析, Kegg Pathway功能富集分析. 基因表达⽔平在肝癌细胞和正常肝细胞分别⽤A和B表⽰, 计算每个基因的log2(A/B), log2(A/B)≥3或log2(A/B)≤-3为明显表达差异基因.1.2.2 iTRAQ联合基质辅助激光解吸电离串联飞⾏时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ ionization tandem time of ?ight mass spectrometry, MALDI-TOF/MS)筛选和鉴定肝癌⾎清差异表达蛋⽩: (1)相对定量蛋⽩组学检测: 10例HCC和10例健康对照⾎清, 均为清晨空腹采集, 3000 g离⼼10 min, -80 ℃保存. ⾎清经除⾼丰度蛋⽩,蛋⽩酶解, iTRAQ标记(HCC标记116, 对照标记113), SCX强阳离⼦交换柱分离蛋⽩与反相⾊谱分离与点靶, 5800 MALDI质谱仪检测. 详细操作参照⽂献[6]; (2)⾎清差异表达蛋⽩筛选和鉴定: 所得的数据⽤IPI数据库(ipi.HUMAN.V3.62. fasta)进⾏蛋⽩搜库检索, 鉴定报告的蛋⽩⾄少有⼀个95%以上置信度的肽段, 116∶113>1.2或<0.8, P<0.05. 同时, 经含正反两种⼈类蛋⽩获得模式的数据库评估错检率(false discovery rate, FDR), 评估值低于5.0%.1.2.3 免疫组织化学验证: (1)样本: 采集76例肝癌组织及癌旁组织, 患者术前证实未接受过化疗和介⼊治疗并经病理检查证实为肝癌患者, 术前签署知情同意书; (2)免疫组织化学染⾊SP法:按照北京中杉⾦桥⽣物技术公司的试剂说明书操作, ⼀抗浓度1∶400; 4 ℃冰箱孵育过夜. 染⾊, 细胞核复染⽤苏⽊精染⾊40 s, 盐酸⼄醇分化后充分洗涤、晾⼲、封⽚镜检; (3)结果判定:免疫组织化学组织切⽚以胞浆内出现棕黄⾊颗粒为⽬标蛋⽩阳性细胞, 采⽤半定量⽅法分析表达⽔平, 参照Liu等[7]的研究. 200倍显微镜下观察切⽚, 随机观察每个视野内的细胞, 染⾊强度记分: ⽆染⾊为0分, 浅黄⾊为1分, 棕黄⾊为2分, 棕褐⾊为3分. 染⾊阳性细胞占⽐例: <5%为0分; 5%-25%为1分; 26%-50%为2分; 51%-75%为3分; 76%-100%为4分. 蛋⽩表达为两种评分之和, 表达强度分三个等级, 0分: “0”; 1-2分:“1+”; 3-5分: “2+”; 6-7分: “3+”; “3+”为秦荔荣，　等．　转录组测序结合蛋⽩组学技术筛选肝癌转移基因■创新盘点本课题⾸先利⽤新⼀代转录组学测序的⽅法筛选肝癌转移相关基因; 其次利⽤转录组与⾎清蛋⽩质组结合的策略, 快速确定肝癌转移相关的关键基因; 最后经验证⾸次报道HSP90AA1是肝癌转移相关的重要基因.强阳性.统计学处理采⽤SPSS19.0统计学软件进⾏⾮参数检验分析, P<0.05为差异有统计学意义.2 结果2.1 转录组测序数据测序原始数据经质量评估和过滤之后, 肝癌组与正常对照组各得到10.5 G和8.2 G可⽤的数据产量, 平均读长在110bp左右, 可信读段百分⽐分别为65%和59%. FPKM法计算基因的表达量, 绝对表达值倍数变化(Fold-change)法⽐较两组的差异表达, 共得出差异基因618个(Fold-change≥1.0或Fold-change≤-1.0). 对618个差异表达基因GO功能分类, 包括binding, cellular process, biological regulation在内的63个功能组, 这些差异表达基因主要聚集在转移相关、转录因⼦相关、氧化还原过程等14个分⼦功能. 其中转移相关功能基因所占⽐例最⼤, 达15.05%(93/618), 其次为转录因⼦相关基因8.09%(50/618), 氧化还原过程相关基因6.63%(41/618). 本研究将93个转移相关功能基因作为主要的关注对象, 其中在肝癌细胞明显表达增⾼基因20个, 明显表达⽔平降低的基因12个, 如图1所⽰.2.2 iTRAQ筛选肝癌与正常对照组⾎清的差异表达蛋⽩质谱检测结果经IPI数据库检索鉴定,识别的蛋⽩共189个, 按照差异蛋⽩的纳⼊标准筛选, 共得到69个差异蛋⽩, 其中在肝癌患者⾎清中上调33个, 下调36个. 对报告的69个蛋⽩作PANTHER蛋⽩分类分析, 发现⼤部分蛋⽩属于防御/免疫蛋⽩类(20.5%)、酶调节类(20.5%)及转移/载体蛋⽩类(16.4%). 69个差异蛋⽩确认的相互作⽤图如图2所⽰.2.3 转录组结合蛋⽩质组数据分析⾎清差异蛋⽩结合转录组测序筛选的与转移功能相关基因分析, 发现蛋⽩质组学与转录组学可得到3个共同的交集差异因⼦如图3所⽰, 其中肝癌中表达上调的HSP90AA1基因, 在蛋⽩质组学和转录组学均显⽰差异表达变化最明显如表1所⽰, 因此, 将该基因作为验证的⽬标基因.表 1 蛋⽩质组学与转录组学交集转移相关因⼦秦荔荣，　等．　转录组测序结合蛋⽩组学技术筛选肝癌转移基因-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20基因表达⽔平图 1 肝癌细胞中明显表达差异的转移相关功能基因. 正值表⽰与对照相⽐基因在肝癌细胞中表达⽔平明显增⾼，　负值表⽰明显降低．　ＣＴＧＦ：　结缔组织⽣长因⼦；ＬＳＰ１：　淋巴细胞特异性蛋⽩１；　ｃｋｓ２：　正周期蛋⽩依赖性激酶亚基２；　ＲＰＳ１２：　结核分⽀杆菌重组蛋⽩ｒｐｓ１２；　ＤＤＲ１：　盘状结构域受体１；　Ｃｋｓ１ｂ：　ＣＤＣ２８蛋⽩激酶调节亚基１Ｂ；　Ｔｅａｄ１：　ＴＥＡ域家庭成员１；　ＧＬＣＥ：　葡萄糖醛酸差向异构酶；　ＳＵＢ１：　ＳＵＢ１同族体；　ＬＩＦＲ：⽩⾎病抑制因⼦受体；　ＥＧＲ１：　早期⽣长转录因⼦；　ＲＢＰ４：　视黄醇结合蛋⽩４；　ＫＣＴＤ１２：　钾通道四聚域１２；　ＩＬ３２：⽩介素３２；　ＦＴＬ：　铁蛋⽩轻链；　Ｓ１００Ａ４：　钙结合蛋⽩Ｓ１００Ａ４；　ＨＳＢＰ１：　热休克因⼦结合蛋⽩１；　ＬＯＸＬ１：　赖氨酰氧化酶样蛋⽩１；　Ｌｓｍ３：　ＬＳＭ３同族体；　ＣＡＰＧ：　肌动蛋⽩调节蛋⽩；　ＲＰＬ２９：　核糖体蛋⽩Ｌ２９；　ＲＰＳ２７：　核糖体蛋⽩Ｓ２７；　ＭＴ１Ｅ：　⾦属硫蛋⽩１Ｅ；　ＨＳＰ９０ＡＡ１：　热休克蛋⽩９０　ＡＡ１；　ＣＣＮＤ３：细胞周期素Ｄ３；　Ｔｐｍ３：　⼈原肌球蛋⽩３．ＳＡＡ１：　⾎清淀粉样蛋⽩Ａ；　ＨＳＰ９０ＡＡ１：　热休克蛋⽩９０　ＡＡ１；　ＲＢＰ４：　视黄醇结合蛋⽩４．■应⽤要点(1)利⽤转录组与⾎清蛋⽩质组结合的策略, 不仅可以快速确定肝癌转移相关的关键基因, 也可⽤于快速确定转录因⼦、氧化还原、凋亡等相关基因; (2)⾸次报道肝癌转移相关的重要基因HSP90AA1, 其编码蛋⽩在⾎清和组织有⼀致表达⽔平, 是具有可操作性和应⽤价值的潜在标志物.2.4 免疫组织化学验证情况经过RT-PCR 验证HSP90AA1在肝癌细胞和肝癌组织中表达⽔平明显增⾼, 免疫组织化学结果显⽰, HSP90AA1编码的蛋⽩HSP90α强阳性病例的⽐例, 在门脉转移和⽆门脉转移HCC 患者组织中分别为66.7%(16/24)和25%(13/52)(P <0.001), HSP90α在有门脉转移的肝癌组织表达明显增⾼, 如图4所⽰.3 讨论⽐较基因组学研究为探索肝癌致病机制带来全新思路[8,9], 他的主要⽬标是研究肝癌与对THBS1图 2 iTRAQ筛选的肝癌⾎清差异表达蛋⽩相互作⽤图. ＳＥＲＰＩＮＡ１：　抗胰蛋⽩酶；　ＳＡＡ１：　⾎清淀粉样蛋⽩Ａ；　ＣＲＰ：　Ｃ反应蛋⽩；　ＨＰ：　结合珠蛋⽩；　ＳＥＲＰＩＮＧ１：　⾎浆蛋⽩酶Ｃ１抑制剂；　ＬＲＧ１：　富亮氨酸α－２糖蛋⽩；　ＳＥＲＰＩＮＡ３：　抗胰凝乳蛋⽩酶；　ＯＲＭ１：　α－１酸性糖蛋⽩；　ＩＴＩＨ３：　间α胰蛋⽩酶抑制剂重链Ｈ３；　Ｃ１ＱＣ：　补体Ｃ１ｑ⼦亚基Ｃ；　ＨＳＰ９０ＡＡ１：　热休克蛋⽩９０　ＡＡ１；　Ｃ９：　补体成分９；　ＣＦＢ：　补体因⼦Ｂ；　ＡＰＯＡ４：　载脂蛋⽩Ａ－Ⅳ；　ＡＰＯＡ１：　载脂蛋⽩Ａ－Ⅰ；　ＧＳＮ：　凝溶胶蛋⽩；　ＡＣＴＡ１：　肌动蛋⽩α⾻骼肌；　ＰＯＮ１：　芳⾹酯酶１（对氧磷酶）；　ＩＴＩＨ１：　间α胰蛋⽩酶抑制剂重链Ｈ１；　ＡＰＣＳ：　⾎清淀粉样Ｐ物质；　ＴＨＢＳ１：　⾎⼩板反应素－１；　ＲＢＰ４：　视黄醇结合蛋⽩４；　ＡＰＯＣ３：　载脂蛋⽩Ｃ３；　ＡＬＢ：　⾎清⽩蛋⽩；　ＣＦＨＲ１：　⼈补体因⼦Ｈ相关蛋⽩１；　ｉＴＲＡＱ：　相对和绝对定量的同位素标记．SAA1SERPINA1SERPINA3CRPHPSERPING1LRG1ORM1ITIH3C1QCHSP90AA1C9CFBAPOA4ALBAPOC3RBP4APCSITIH1PON1APOA1ACTA1GSNCFHR1Neighborhood Gene Fusion Cooccurrence Coexpression Experiments Databases Textmining [Homology]图 3 蛋⽩质组学与转录组学交集维恩图.蛋⽩组６９转录组９３３秦荔荣，　等．　转录组测序结合蛋⽩组学技术筛选肝癌转移基因■名词解释⾼通量测序技术:是对传统测序⼀次⾰命性的改变,⼀次对⼏⼗万到⼏百万条DNA分⼦进⾏序列测定,因此在有些⽂献中称其为下⼀代测序技术, ⾜见其划时代的改变,同时⾼通量测序使得对⼀个物种的转录组和基因组进⾏细致全貌的分析成为可能,所以⼜被称为深度测序.照的基因差异表达, 进⽽筛选肝癌相关⽣物标志物. 直接测序技术即第三代测序, 包括H e l i s c o p e测序技术、纳⽶孔单分⼦测序技术、Ion Torrent测序技术等[10-12]. Ion Torrent测序技术使⽤⼀种布满⼩孔的⾼密度半导体芯⽚, ⼀个⼩孔就是⼀个测序反应池. 当DNA聚合酶把核苷酸聚合到延伸中的DNA链上时, 释放出⼀个氢离⼦, 反应池中的PH发⽣改变, 位于池下的离⼦感受器感受到信号, 把化学信号直接转化为数字信号. 该技术平台测序分析获得的数据均可以⾃动传⾄其服务器预加载的Torrent Suite软件, 将原始的半导体测序数据直接识别为DNA碱基序列. 本研究利⽤Ion Proton?测序仪对肝癌细胞Smmc-7721及对照组正常肝细胞L-02进⾏转录组测序, 筛选肝癌与正常对照组的差异表达基因, 两组样本均得到了较⾼质量的数据结果, 通过FPKM法计算基因表达⽔平及Fold-change法⽐较两组样本的差异表达分析, 共得到618个肝癌与正常对照组的差异表达基因. 利⽤⽣物信息学GO功能分类分析发现差异表达基因中, 转移相关功能基因所占百分⽐最⼤, 共93个(15.05%), 其次为转录因⼦相关基因50个(11.14%), 氧化还原过程相关基因41个(9.13%), 因⽽与转移相关的基因值得关注.在转录组学这些相对海量的改变中, 既含有肿瘤形成所必需的关键性改变, 也含有仅仅因肿瘤基因组的不稳定性⽽产⽣的伴随性改变. 因此, 如何将那些影响肿瘤发⽣发展的关键性分⼦改变从伴随性改变中识别出来, 即如何从93个肝癌转移相关的基因中挖掘出关键基因, 本研究采⽤转录组与⾎清蛋⽩组联合分析的策略, 这主要出于两种考虑: (1)近年来许多疾病标志物研究采⽤转录组结合蛋⽩组的策略取得新进展[13,14]; (2)对于其他的临床标本,⼈类⾎清具有含量相当丰富、收集安全、保存⽅便等优点, 分析外周⾎中蛋⽩质图谱的变化可以反映病变组织中蛋⽩质图谱的改变, 如果通过转录组发现关键基因其转录翻译的蛋⽩同时在⾎清中检测到趋势⼀致的表达⽔平,其实⽤性和应⽤价值将⼤⼤提⾼. 因此, 本研究将转录组测序结果与同位素相对标记与绝对定量技术筛选肝癌⾎清差异蛋⽩相结合, 筛选到3个共同出现在蛋⽩质组学与基因组学差异因⼦, 其中在肝癌中表达上调的HSP90AA1在蛋⽩质组学和转录组学差异表达值均最⼤,已有研究表明HSP90AA1编码的蛋⽩HSP90α在前列腺癌⾎清呈上调表达[15], ⽽其他两个因⼦与肿瘤转移的关系研究则刚刚开始起步, 为此确定HSP90AA1为进⼀步验证的关键基因. HSP90α是⼀个分⼦伴侣蛋⽩, 属于⼈类H S P90的4个亚型之⼀H S P90A A1编码的蛋⽩质, ⽬前认为HSP90 4个亚型的作⽤⽅式⼏乎⼀致, 主要是促进⽬标蛋⽩的成熟与结构维护, 参与ATP酶活性有关的功能循环, 维持蛋⽩的正常功能发挥[16]. 早在1992年, 苯醌安莎霉素类(benzoquinone ansamycins)抗⽣素被发现有强⼤的抗肿瘤活性⽽成为肿瘤抑制ABCPercentofcases(%)8070605040302010MI NMIExpression intensity图 4 免疫组织化学法验证HSP90α在组织中的表达. Ａ：　ＨＳＰ９０α阴性（观察倍数×２００）；　Ｂ：　ＨＳＰ９０α强阳性（观察倍数×２００）；　Ｃ：　不同表达等级在ＭＩ与ＮＭＩ的分布．　ｂＰ＜０．０１　ｖｓ　ＮＭＩ组．　ＭＩ：　转移；　ＮＭＩ：　⾮转移；　ＨＳＰ９０α：　热休克蛋⽩９０α．秦荔荣，　等．　转录组测序结合蛋⽩组学技术筛选肝癌转移基因剂, 该类抗⽣素的结合蛋⽩就是HSP90[17]. 近年来H S P90α陆续被发现在多种肿瘤呈上调表达, 包括肺癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、恶性胶质瘤等[18-22], 被证明为⼀个全新的肿瘤标志物. HSP90α在恶性肿瘤的转移过程中的作⽤也倍受关注, 作为分⼦伴侣, HSP90α可以与基质⾦属蛋⽩酶基质⾦属蛋⽩酶2(matrix metallopeptidase 2, MMP2)、MMP9等共同作⽤影响肿瘤细胞运动能⼒和侵袭能⼒, 过表达的HSP90α可以增强细胞运动和侵袭能⼒, 反之则产⽣抑制作⽤[23-25]. 肿瘤细胞内HSP90α与细胞增殖、凋亡功能密切相关, Chu等[22]研究发现卵巢癌细胞SKOV3内HSP90AA1的RNAi ⼲扰抑制了细胞的增殖, 并使凋亡增加; 乳腺癌细胞株经HSP90-shRNA处理使HSP90活性被抑制后, 细胞停留在G1/S期[26]. 因此, ⽬前HSP90抑制剂已成为抗癌药物研究热点.虽然⽬前有关HSP90AA1与肝癌的关系研究很少, 本课题利⽤转录组学测序的⽅法发现转移相关基因HSP90AA1在肝癌细胞中⾼表达, 利⽤⾎清蛋⽩质组学发现该基因编码的蛋⽩HSP90α在肝癌患者⾎清中表达⽔平也增⾼, HSP90α在肝癌组织中表达增⾼与肝癌门静脉转移相关, 提⽰HSP90AA1是肝癌转移相关的重要基因.4 参考⽂献1 Shen H, Zhong F, Zhang Y, Yu H, Liu Y, QinL, He F, Tang Z, Yang P. Transcriptome andproteome of HCC reveal shared metastaticpathways with significant genes. Proteomics2015Feb 4. [Epub ahead of print] [PMID: 25652264 DOI:10.1002/pmic.201400275]2 Chen CY, Zhong JH, Liu JL. Retrobulbarmetastasis and intracranial invasion frompostoperative hepatocellular carcinoma: A casereport and review of the literature. 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基因组学蛋白质组学转录组学
基因组学、转录组学和蛋白质组学的研究对象分别为基因组（DNA）、转录组（RNA）和蛋白质组，它们相互关联和影响，一起调控生物体的各项生命活动。

百泰派克生物科技提供多组学整合分析服务。

基因组学是对生物体全基因组（WGS）的研究。

虽然许多因素都会影响健康和疾病
的状况，但是很明显个体的遗传背景（基因组）是一个很重要的决定因素。

因此，检查这种遗传背景对于鉴定区分健康和疾病途径的个体突变和变异非常重要。

转录组是细胞内核糖核酸（RNA）转录本的总补体，由编码和非编码RNA组成。

转
录组学是对生物体全转录组的研究。

转录组学分析可以洞察细胞和组织特异性基因表达特征，帮助更好地了解细胞和组织代谢的动力学等。

蛋白质组学是对生物体全蛋白质组的研究。

蛋白质组是给定细胞、组织或生物学样品中处于精确发育或细胞阶段的整套蛋白质。

蛋白质组学研究相对于基因组学和转录组学，复杂性大幅增加，因为因为DNA和mRNA的4个核苷酸密码被翻译成更复
杂的20个氨基酸的密码，且蛋白质还存在各种构象和化学修饰从而最终实现其功能。

基因组学蛋白质组学转录组学。

生物的遗传信息从DNA经过转录传递给RNA，再由RNA翻译形成各种蛋白质。

它们一一与基因组学、转录组学和蛋白质组学对应，也反应着基因组学、蛋白质组学、转录组学之间的联系。

联合分析这些组学数据可以更好的揭示生物学现象的本质并帮助解决生物学问题。

转录组学与蛋白质组学的关系解析转录组学和蛋白质组学是现代生物学研究中两个重要的分子生物学领域。

转录组学研究基因在特定条件下的转录活动，而蛋白质组学则是研究细胞或组织中所有蛋白质的组成和功能。

虽然它们研究的目标分子不同，但两个领域之间存在紧密的关系。

本文将对转录组学和蛋白质组学的关系进行深入分析和解析。

一、转录组学和蛋白质组学的定义和研究对象1. 转录组学转录组学旨在研究特定生物体在不同条件下产生的所有RNA分子。

转录组学的主要手段是高通量测序技术，通过测定细胞或组织中的RNA 分子数量和种类，可以了解到基因在某个特定条件下的转录活动水平和发生变化的基因。

转录组学的研究对象主要包括mRNA、非编码RNA和转录因子等。

2. 蛋白质组学蛋白质组学研究的是细胞或组织中所有蛋白质的组成、结构和功能。

蛋白质组学的主要手段包括质谱技术和蛋白质芯片技术，通过分析蛋白质的质量、表达水平、修饰和相互作用等信息，可以了解蛋白质在细胞内的功能和相互关系。

蛋白质组学的研究对象主要是蛋白质分子本身及其功能。

二、转录组学与蛋白质组学的关系1. 转录组学为蛋白质组学提供基础数据转录组学研究的是基因在转录水平上的表达情况，即RNA的表达情况。

转录组学的研究结果为蛋白质组学提供了基础数据，因为蛋白质的生成是通过转录和翻译过程完成的。

转录组学可以为蛋白质组学提供预测蛋白质表达水平和功能的线索，并且可以为蛋白质的鉴定和定量提供重要的参考依据。

2. 转录组学与蛋白质组学的一致性和差异性虽然转录组学和蛋白质组学的研究对象不同，但它们之间存在一定程度的一致性和差异性。

一致性体现在转录组学结果和蛋白质组学结果之间应该存在一定的相关性，即基因的转录活动水平和蛋白质的表达水平应该是一致的。

但是由于转录后修饰、蛋白质稳定性和代谢等因素的存在，转录组学结果和蛋白质组学结果之间也存在一定程度的差异。

3. 互补的研究方法转录组学和蛋白质组学是互补的研究方法。

单细胞转录组,蛋白转录组,空间转录组单细胞转录组是指对单个细胞的基因组进行转录组分析的方法。

传统的转录组分析通常通过对组织样品中的RNA进行提取、测序和分析，从而得到一个整个组织的转录组信息。

然而，组织样品中的细胞种类众多，细胞状态也有差异，因此整体转录组序列结果不能很好地反映各个细胞类型和状态之间的差异。

而通过单细胞转录组方法，可以从单个细胞中提取RNA，进行测序和分析，得到每个细胞的转录组信息。

单细胞转录组技术的发展，为我们揭示了细胞多样性和细胞分化的机制提供了全新的视角。

通过单细胞转录组，我们可以对细胞的基因表达水平进行高分辨率的检测，从而可以鉴定和描述细胞类型、细胞功能与状态的差异。

这项技术可以在深入研究细胞多样性和分化过程、发现新的细胞亚型和新的细胞标记物、精确分析肿瘤细胞群体中的细胞异质性等方面都有很大的应用潜力。

单细胞转录组技术的应用领域非常广泛。

其中一个重要的应用领域是发育生物学研究。

通过单细胞转录组，我们可以追踪细胞在发育过程中的基因表达变化，从而揭示细胞命运的决定过程。

例如，在胚胎发育的过程中，细胞从无分化状态向特定的细胞类型分化，通过单细胞转录组可以精确地观察到在这一过程中特定基因表达的变化，从而解析控制细胞命运决定的分子机制。

另一个重要的应用领域是肿瘤学研究。

肿瘤细胞具有高度的异质性，不同的细胞在遗传和表观遗传水平上都有差异。

传统的转录组分析方法无法很好地解析肿瘤细胞群体中的细胞异质性。

通过单细胞转录组，可以精确地分析肿瘤细胞群体中细胞的异质性，并且发现新的亚型和标记物。

这为精确诊断、预测治疗反应以及开发个性化治疗策略提供了新的思路和方法。

蛋白转录组是指通过分析细胞、组织或生物体中的所有蛋白质作用和表达的全面分析。

相对于单细胞转录组，蛋白转录组是对蛋白质层面的研究。

蛋白质是生物体的功能单位，扮演着细胞信号传导、代谢和结构组织的重要角色。

通过蛋白转录组的研究，可以更全面地了解细胞中的蛋白质表达和功能，在分子水平上揭示细胞和生物体的功能特征。

多组学方法在医学研究中的应用在过去的几年中，多组学方法在医学研究中的应用越来越广泛。

多组学方法将不同层面的信息进行整合和分析，如基因组、转录组、蛋白质组和代谢组等，以期发现更深入和全面的生物学信息，从而为疾病的早期诊断和治疗提供更多的线索。

本篇文章将总结多组学方法在医学研究中的应用及其优点。

1. 转录组学转录组学是指通过对人体的RNA进行测序和分析，研究基因转录的调控机制及其在疾病发生、发展和治疗中的作用。

在癌症研究中，转录组学被广泛应用，包括在肿瘤细胞中查找有意义的新基因和开关分子，比较肿瘤组织和正常组织的基因表达差异，以及研究药物在治疗癌症中调节基因表达的机制。

2. 蛋白质组学蛋白质组学是对蛋白质进行高通量、系统化的测定和分析，旨在了解蛋白质之间的相互作用，蛋白质在细胞中的定位及其在疾病生理和生化过程中的作用。

蛋白质组学在新药研究中也有重要地位，可以帮助了解新药作用的靶位和药效，从而更好地进行药物设计和开发。

3. 代谢组学代谢组学是指对生物体内所有化合物的种类和量进行定量分析，从而研究代谢反应的调节和代谢产物在疾病发生和发展中的作用。

代谢组学在研究疾病早期诊断和评估中也有重要地位，例如通过测定血液中的代谢产物来检测癌症等疾病的发生和进展。

4. 基因组学基因组学是通过对人体基因组进行分析和比较，研究基因的分布、变异和调控机制，以期推进对疾病发生、发展和治疗的认识和理解。

基因组学被广泛应用于人类遗传学、疾病机制和新药研究等领域。

总的来说，多组学方法不仅能够帮助我们了解生物学的深层信息，还可以在疾病预防、早期诊断和治疗中起到重要作用。

与传统的单组学方法相比，多组学方法更加全面、深入，可以更好地进行系统分析和综合解读，从而为疾病的治疗和防治提供更多的线索和可能性。

未来，在多组学方法的不断发展和完善下，我们相信可开创出更为广阔的医学研究新领域。

转录组学与蛋白组学的区别
转录组学和蛋白组学是生物学研究中的两个重要分支，它们各自从不同的角度研究生物体中的基因组和蛋白组，有着明显的差异和特点。

转录组学是指对生物体内所有mRNA的转录进行全面的研究和分析，属于基因组学的范畴。

它涉及到全基因组的检测，能够全面了解基因的转录和表达情况，彻底揭示基因的功能和调控机制，所以被广泛应用于识别新基因、功能研究、生物进化等方面。

转录组学的核心技术是RNA测序技术，通过高通量测序技术可以快速鉴定转录产物的种类和数量，这在揭示生物个体个体在分子水平上异质性方面也提供了很多的线索。

而蛋白组学则着重研究蛋白质的种类、定量、结构和功能等方面的问题。

通常来说，它的研究对象是生物体内的所有蛋白，而不是仅仅探寻转录产物。

因此，蛋白组学更多地关注蛋白质在生命活动中所起的作用和相互作用，试图从而全面理解生物的生命活动。

蛋白组学的核心技术是质谱技术，可以精确分析蛋白质的质量、定量和结构等信息，能够鉴定蛋白质的 post-translational modification 等变化，这为分析蛋白质复杂互作网络提供了基础。

总体来说，转录组学和蛋白组学的研究对象和关注点是不同的。

转录组学关注基因组的转录情况，侧重于探究基因的转录、调控机制和表达情况；而蛋白组学则关注蛋白质的结构、功能和相互作用等方面，旨在全面了解蛋白质在生命活动中的作用和互动关系。

因此，在进行生物学研究时，可以根据具体问题选取不同的技术方法，开展相应的研究工作。

宏基因组,宏转录组,代谢组,蛋白组宏基因组、宏转录组、代谢组和蛋白组是当前生物大数据研究领域中的热门话题，它们分别代表了生物学研究在不同层面上的探索和解析。

本文将围绕这四个主题展开深入探讨，并从简到繁，由浅入深地介绍它们的概念、研究方法和意义，帮助你更全面、深刻地理解这些关键词。

1. 宏基因组宏基因组是一种研究生态系统中不同生物种类基因组的方法。

它通过对不同生物群体中的基因组进行大规模的测序和比较分析，来了解它们在生态系统中的功能和相互作用。

宏基因组的研究范围涵盖了微生物、植物和动物等广泛的生物群体，为我们揭示了整个生态系统的多样性和稳定性。

在实际应用中，宏基因组的研究可以帮助我们更好地理解生态系统中的物种组成、功能特征和生态学意义，为环境保护和资源利用提供科学依据。

2. 宏转录组宏转录组是研究生物体内所有基因的转录活动的方法。

通过宏转录组技术，我们可以全面了解细胞内转录的全貌，包括RNA的种类、丰度和转录调控。

宏转录组的研究不仅可以帮助我们发现新的非编码RNA，还可以解析细胞在不同生理状态下的转录调控网络，为疾病诊断和药物研发提供重要依据。

宏转录组的研究也对生态系统的功能和动态过程有着重要的启示，有助于揭示生物体对外界环境变化的适应机制和调控策略。

3. 代谢组代谢组是针对生物体内所有代谢物的研究。

通过代谢组学技术，可以全面解析生物体内代谢物的种类、丰度和相互关系，从而揭示生物体在不同生理状态下的代谢活动和代谢调控网络。

代谢组的研究对于疾病诊断、药物研发和个体化治疗具有重要意义。

代谢组学也为植物代谢工程和微生物发酵工艺的优化提供了重要的信息和方法支持。

4. 蛋白组蛋白组学是研究生物体内所有蛋白质的研究。

通过蛋白组学技术，我们可以全面了解生物体内蛋白质的种类、结构和功能，从而揭示蛋白质在生物体内的相互作用和调控网络。

蛋白组学的研究对于疾病诊断、药物研发和蛋白质工程具有重要意义。

蛋白组学也为生物体内信号转导通路和代谢途径的解析提供了关键信息和技术手段。

简述蛋白质组学的概念及其与基因组学、转录组学、代谢组
学的不同点。

答：蛋白组学的概念，这个概念最早是在1995年提出的，它在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。

蛋白组学针对的是全体蛋白，组要以2D-Gel和质谱为主，分为top-down和bottom-up分析方法。

理念和基因组类似，将蛋白用特定的物料化学手段分解成小肽段，在通过质量反推蛋白序列，最后进行搜索，标识已知未知的蛋白序列。

基因组学研究的主要是基因组DNA，使用方法目前以二代测序为主，将基因组拆成小片段后再用生物信息学算法进行迭代组装。

当然这仅仅是第一步，随后还有繁琐的基因注释等数据分析工作。

转录组学研究的是某个时间点的mRNA总和，可以用芯片，也可以用测序。

芯片是用已知的基因探针，测序则有可能发现新的mRNA,
代谢组分析的代谢产物，是大分子和小分子的混合物，主要也是用液相和质谱。

单细胞转录组联合蛋白分析是一种研究细胞异质性的重要方法。

它利用测序技术，如CITE-seq和REAP-seq，对单细胞的转录组和蛋白质组进行联合分析。

该方法首先利用DNA标记抗体孵育细胞，然后将编码微球与液滴共包裹于细胞中。

当细胞裂解后，释放的mRNA和DNA标记抗体被编码微球捕获。

随后对液滴中的所有产物进行放大与测序，实现单细胞转录组与蛋白质的联合分析。

这种方法不仅将mRNA的分析扩展至全转录组，还将抗体与DNA条形码关联起来，使得利用测序方法检测蛋白质成为可能，大大增加了靶标检测数量。

同时，结合微流控液滴及编码微球技术使每个细胞带上独立标签，实现了低成本、高通量单细胞多维分析。

对于研究结果，通常会将每只小鼠三分之一的组织用于组织学研究，其余的按建立的荧光激活细胞分选（FACS）策略进行细胞分选，以分离成纤维细胞(Lin)和其他细胞（主要是免疫细胞；Lin+）。

一半细胞用于蛋白组学分析，其余的用于scRNA-seq分析；每个样本都用HTO标记，使scRNA-seq分析的细胞和同一只老鼠的蛋白组学以及组化样本相联系。

通过这种方法获得的数据可以用于揭示细胞的异质性，并应用于基础问题和临床样品研究。

转录组学和蛋白质组学的异同点
转录组学和蛋白质组学是两种重要的高通量生物学研究方法。

转录组学主要研究基因表达水平和调控，而蛋白质组学则研究蛋白质的组成、结构和功能。

两者的异同点如下：
相同点：
1. 都是高通量分析方法，可同时分析大量生物分子。

2. 都可以用于研究生物体的响应和适应能力。

3. 都需要高效的数据分析和生物信息学技术支持。

4. 都可用于生物医学研究、药物发现和生物技术应用等领域。

不同点：
1. 研究对象不同：转录组学研究的是RNA分子，而蛋白质组学研究的是蛋白质分子。

2. 实验流程不同：转录组学需要进行RNA提取、转录、标记和测序等步骤，而蛋白质组学则需要进行蛋白质提取、消化、分离、鉴定和定量等步骤。

3. 数据处理不同：转录组学数据处理主要涉及基因表达水平的分析和差异检验，而蛋白质组学则需要进行蛋白质鉴定、定量和功能注释等方面的数据处理。

4. 应用场景不同：转录组学主要用于研究基因调控和表达模式的变化，如疾病的发生机制等；而蛋白质组学则主要用于研究蛋白质结构和功能，如药物靶点的发现等。

综上所述，转录组学和蛋白质组学有着相同和不同的特点，它们
在生物学研究中互相补充，为我们深入了解生物体的分子机制提供了有力的工具。

生物的组学名词解释生物学中的组学是研究生物组织中基因组、转录组、蛋白质组以及代谢产物组等在整个生命过程中的组成、结构和功能的科学。

它的发展使我们能够更深入地理解生命的奥秘，并为科学研究和医学实践提供了重要的工具和方法。

本文将对组学中常见的一些名词进行解释，并探讨其在生物学研究中的意义和应用。

1. 基因组学（Genomics）基因组学指的是对生物个体或种群的基因组进行全面系统的研究。

基因组是一个生物个体或种群的全部遗传信息的总和，包括基因和非编码区域。

基因组学通过对DNA序列的测定和分析，揭示了基因组的组成、结构、功能和演化等重要信息。

基因组学的进展为研究基因与表型之间的关系以及疾病的发生机制提供了重要的工具。

2. 转录组学（Transcriptomics）转录组学是研究生物体内全部 mRNA 的集合和其在不同条件下的表达程度的科学。

通过转录组学的研究可以揭示基因的转录水平以及基因在不同组织、器官、发育阶段或病态条件下的表达模式。

转录组学技术使我们能够更全面地了解生物体内基因的调控网络，对于发现新基因、揭示基因功能以及研究疾病的发生机制具有重要的意义。

3. 蛋白质组学（Proteomics）蛋白质组学是研究生物体内全部蛋白质的集合以及其在不同条件下的表达和相互作用的学科。

蛋白质组学研究的关注点不仅包括蛋白质的表达水平，还包括翻译后修饰、交互作用以及蛋白质在细胞和组织中的定位和功能等方面的信息。

蛋白质组学技术的发展为研究蛋白质的功能与调控、疾病的诊断与治疗提供了重要的手段。

4. 代谢组学（Metabolomics）代谢组学是研究生物体内代谢产物的集合以及其在不同条件下的变化和相互关系的科学。

在代谢组学中，我们可以全面了解生物体内代谢物的种类、量级以及它们在不同生理状态下的变化情况。

代谢组学技术的发展有助于我们理解生物体内代谢途径的调控网络，发现新的生物标志物，从而为疾病的早期诊断和治疗提供有力支持。

转录组和蛋白组是生物学和分子生物学研究中两个重要的概念，它们分别涉及到基因表达的转录水平和蛋白质水平。

以下是对这两个概念的详细解答：转录组（Transcriptome）：1. 定义：▪转录组是指一个生物体在某个特定生理状态或生长发育阶段中的所有RNA 分子的总体。

这包括所有已转录的基因的mRNA、rRNA、tRNA等。

2. 研究方法：▪转录组研究通常采用高通量测序技术，如RNA-seq。

这可以揭示在特定条件下，哪些基因被转录、其表达水平如何，以及哪些剪切变异等。

3. 应用领域：▪转录组研究可用于理解细胞、组织或生物体对不同刺激的响应，揭示基因调控网络，发现新基因和RNA种类，以及在疾病研究中寻找潜在的治疗靶点。

蛋白组（Proteome）：1. 定义：▪蛋白组是指一个生物体或细胞中的所有蛋白质的总体。

蛋白质是由基因表达产生的，是细胞结构和功能的主要执行者。

2. 研究方法：▪蛋白组研究通常采用质谱技术，如质谱质点法（MS）和二维凝胶电泳。

这可以揭示在特定条件下，哪些蛋白质被合成、其表达水平如何，以及蛋白质的修饰状态。

3. 应用领域：▪蛋白组研究可用于理解蛋白质在生物学过程中的功能和相互作用，揭示细胞信号传导通路，发现新的药物靶点，以及在疾病诊断和治疗中的应用。

转录组与蛋白组的关系：▪转录组和蛋白组之间存在一定的不一致性，因为RNA水平的表达不一定直接反映蛋白质水平的变化。

蛋白质的合成和稳定性受到多种调控机制的影响，包括翻译、后转录修饰、蛋白质降解等。

▪综合转录组和蛋白组的信息可以提供更全面的生物学洞察，称为转录组学与蛋白组学一体化研究。

这有助于更全面地理解基因表达调控和生物学过程。

总体而言，转录组和蛋白组是系统生物学研究中不可或缺的两个层面，它们共同揭示了生物体在不同条件下的基因表达和蛋白质组成的动态变化。

"嘿，你听说过质量光谱学流体测量吗？这种分析外太空分子和细胞
的酷方法。

他们还利用Space Transcritics和SpaceProtelogics研
究基因表达和蛋白质。

皆是知一切众生法身在地外。

科学是如此迷人，不是吗？"
在研究细胞和组织转录仪和蛋白质时利用质谱学（MS）和流量细胞测量法（FCM）被认为是旨在预先确定各种生物现象的基本分子过程的
地面研究的关键。

然而，这些技术在空间生物学中的应用，特别是用
于调查微重力和宇宙辐射对基因表达和蛋白质合成的影响，仍然处于
新生阶段。

利用MS和FCM进行的空间抄录组和空间蛋白质组学的
发展体现了空间探索中一个令人振奋的前沿，有可能揭示出对空间生
物分子适应的前所未有的见解。

在广阔的空间中，我们面临着一个巨大的挑战————即破解超越
地球界限的抄录组和蛋白质组的奥秘的挑战。

微重力的无重力舞蹈和
宇宙中资源匮乏，要求在样本的收集、保存和加工方面形成创新交响乐。

在我们寻求将MS和FCM技术的谐调纳入太空飞行硬件结构时，我们遇到了技术和工程障碍，这些障碍必须是优雅的，可以使天体获
得可靠和高质量的数据。

然而，在这些挑战中，空间转录学和空间蛋白质组学对我们了解生命
系统如何应对迷人的空间环境的潜在影响，证明有必要大力投资，为
今后的空间飞行任务发展这些先进的分析能力。

因为，在对知识的天
体追求中，我们踏上了超越人类想象力界限的发现之旅，在这样做的时候，我们揭开了宇宙中生命的奇特的挂毯。

蛋白质组学测序和转录组测序整合蛋白质组学测序和转录组测序整合是一种综合利用蛋白质组学和转录组测序技术的方法，以揭示细胞、组织或生物体的蛋白质和基因表达水平之间的关系。

蛋白质组学测序和转录组测序整合可以帮助科研人员更全面地理解生物体内的蛋白质与基因之间的调控机制，从而为疾病的诊断、治疗和预防提供更深入的理解和指导。

蛋白质组学测序是通过技术手段对蛋白质进行系统的研究和分析，包括蛋白质的组成、结构、功能和相互作用等方面。

蛋白质组学测序的方法主要包括质谱法、蛋白质芯片技术、蛋白质亲和纯化技术等。

通过蛋白质组学测序，科研人员可以了解细胞内蛋白质的组成和表达水平，以及蛋白质之间的相互作用和调控关系。

转录组测序是通过对细胞、组织或生物体内RNA的系统研究和分析，揭示基因的转录水平和表达模式。

转录组测序的方法包括RNA测序、microRNA测序、全基因组测序等。

通过转录组测序，科研人员可以了解基因的表达水平和调控机制，发现新的基因和调控元件，揭示基因之间的调控网络。

蛋白质组学测序和转录组测序整合的关键在于将蛋白质组学和转录组测序的数据进行综合分析和整合，从而揭示蛋白质与基因之间的关联和调控机制。

整合分析蛋白质组学和转录组测序数据可以帮助科研人员更全面地了解生物体内蛋白质与基因的表达水平之间的关系，发现新的蛋白质和基因，揭示调控网络和信号通路的复杂性。

蛋白质组学测序和转录组测序整合的应用范围非常广泛，包括生物学研究、疾病诊断和治疗、药物研发等方面。

在生物学研究中，蛋白质组学测序和转录组测序整合可以帮助科研人员研究生物体内蛋白质与基因的调控关系，揭示生物体的生物学特征和功能。

在疾病诊断和治疗方面，蛋白质组学测序和转录组测序整合可以帮助科研人员发现疾病的生物标志物，指导疾病的诊断和治疗。

在药物研发中，蛋白质组学测序和转录组测序整合可以帮助科研人员研究药物的靶点和机制，指导药物的研发和应用。

总的来说，蛋白质组学测序和转录组测序整合是一种综合利用蛋白质组学和转录组测序技术的方法，可以帮助科研人员更全面地理解生物体内蛋白质和基因的调控关系，为疾病的诊断、治疗和药物研发提供更深入的理解和指导。

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转录组蛋白组
转录组和蛋白组是生物学研究中重要的两个层面。

转录组是指一个细胞或组织中所有转录RNA（mRNA）的集合。

转录组研究可以揭示基因表达的调控机制、基因功能及其与疾病的关系。

而蛋白组则是指一个细胞或组织中所有蛋白质的集合。

蛋白质是细胞中最重要的分子之一，不仅参与到基本代谢和细胞信号转导过程中，还担负着许多生物体内的重要功能。

转录组和蛋白组之间的关系密切。

通过对转录组数据的分析，可以预测某些基因编码的蛋白质的表达情况。

而对蛋白组数据的研究则可以揭示出蛋白质的功能、结构及其与疾病的关系。

综合分析转录组和蛋白组数据，可以更深入地理解生物体内基因表达和蛋白质功能之间的关系，从而揭示出许多生物过程的本质。

转录组和蛋白组研究的方法也在不断地发展和完善。

随着高通量测序技术和蛋白质质谱技术的不断更新，转录组和蛋白组数据的获取和分析变得更加高效和准确。

这些技术的发展不仅加速了生物学的研究进程，也为医学研究和临床应用提供了更多的可能性。

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