谈谈基因组、蛋白质组和代谢组三者的关系?为什么糖组学和脂质组学的研究没有被人们足够的重视?
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1、谈谈基因组、蛋白质组和代谢组三者的关系,在疾病精准治疗方面起的作用有何区别?举例说明。
基因组,一个细胞或者生物体所携带的一套完整的单倍体序列,包括全套基因和间隔序列,包括单倍体细胞编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。基因组可以在一定程度上决定蛋白质组。基因是遗传信息携带者,生命活动的执行者是蛋白质。
蛋白质组指由一个基因组,一个细胞、组织表达的所有蛋白质,随着组织,环境状态的不同而改变。一个蛋白质组不是一个基因组的直接产物,其数目可能超过基因组数目。具体分析某个基因的蛋白质产物要综合基因组水平、转录水平和翻译水平的修饰及调控来确定。蛋白质组学可以动态描述基因调节,对基因表达的蛋白质水平进行定量的测定,鉴定疾病、药物对生命过程的影响,以及解释基因表达调控的机制。
代谢组指某一生物或细胞在特定生理时期内所有的低分子量代谢产物,代谢产物是基因表达的最终产物。代谢组学效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想,通过组群指标分析,进行高通量检测和数据处理,研究生物体整体或组织细胞系统的动态代谢变化。其与蛋白质组都主要使用质谱来研究。代谢组对于内源或外源的一点扰动的影响非常大,相比于基因组和蛋白质组学,他研究的对象更为复杂。
疾病精准治疗
精准医疗是一种基于病人“定制”的医疗模式,在这种模式下,医疗的决策、实施等都是针对每一个病人个体特征而制定的,疾病的诊断和治疗是在合理选择病人自己的遗传、分子或细胞学信息的基础上进行的。病人个人的遗传信息(基因组)是精准医疗的支撑基础。例如抗凝的华法林药物,针对不同的基因类型进行药物剂量调整。此外还可以通过基因组检测发现遗传病和预防疾病的发生蛋白质组能为疾病机理和治疗提供依据和途径。例如国内逐步推广的药物敏感性耳聋基因检测,可以通过避免使用相应药物减少耳聋的发生。通过对正常个体及病理个体间的蛋白质组比较分析,我们可以找到某些“疾病特异性的蛋白质分子”,它们可成为新药物设计的分子靶点(基因片段同样可以作为药物靶点)。此外也会为疾病的早期诊断提供分子标志。例如肺癌组织中RhoGDI蛋白表达升高与肺癌病理类型和分化程度有关。代谢组是基因表达的终端,可以放大基因组,蛋白质组以及环境的影响。例如Michael教授通过定期检测代谢组,发现自己的糖代谢超过正常值,是“前驱糖尿病”,之后通过生活调整和锻炼,恢复正常。
2、比起基因组和蛋白质组,为什么糖组学和脂质组学的研究没有被人们足够的重视?
可能原因是(1)糖组学和脂质组学起步比基因组学和蛋白质组学晚,还未形成系统的研究体系;(2)脂质和糖类种类繁多,相互作用复杂,现有的脂质分析技术不能同时将生物体样本中所有脂质一次性完全检测;(3)研究方法没有统一可靠的标准,不同研究组结果差异大;(4)基因组学研究的是遗传信息,蛋白质组是功能的执行者,均与功能密切相关,对于疾病的诊断和治疗有很大意义,而糖组学和脂质组学一般是作为代谢产物进行研究(也可用于诊断和靶向治疗),相比基因组和蛋白质组在应用上较少。