后基因组时代的展望

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后基因组时代的展望

随着人类基因组大规模测序工作接近尾声，生命科学进入了后基因组时代，研究领域涉及基因组学、转录组学、蛋白质组学和表观基因组学等。

基因组学就是研究基因组的学科。进入后基因组时代，基因组学仍是研究的重中之重，它以揭示基因组的功能及调控机制为目标，其核心科学问题主要包括基因组的多样性，基因组的表达调控与蛋白质产物的功能，以及模式生物基因组研究等。基因组学研究将为人们深入理解人类基因组遗传语言的逻辑架构，基因结构与功能的关系，个体生长、发育、衰老和死亡机制，神经活动和脑功能表现机制，细胞增殖、分化和凋亡机制，信息传递和作用机制，疾病发生、发展的机制以及其他各种生命科学问题提供科学基础。

转录组学研究是从RNA水平研究基因表达情况的学科。近年来我国科学家利用微流控芯片技术，实现了高质量的单细胞全转录组测序样品准备，全面提高了单细胞全转录组分析的可靠性和准确性。转录组学研究还有一大部分集中在对非编码RNA的研究上，研究表明非编码RNA具有重要的生物学功能。有测序公司已经开发了高通量、短序列测序技术，可以实现在一次测序反应中获得成百上千万的小分子RNA序列。面对如此巨大的数据量，科学家亟待建立预测新的非编码RNA以及分析其结构和功能的算法和软件。

蛋白质组学是研究生物体中所有蛋白质的组成、结构与功能、蛋白质翻译后修饰、蛋白质复合物、蛋白质之间相互作用的学科。2001年，国际人类蛋白质组组织正式成立，随后启动了人类蛋白质组计划(Human Proteome Project, HPP),首批计划包括中国科学家牵头的“人类肝脏蛋白质组计划”。我国科学家分析了6 788个高可信度的中国成人肝的蛋白质，成功构建了世界上第一张人类器官蛋白质组草图。2014年，科学家公布了人类蛋白质组草图，所分析的蛋白质数目占目前预计的蛋白质总数的80%以上。这一研究成果有助于我们了解人体内蛋白质的表达和功能，促进对人类健康与疾病的生物学研究。

表观基因组学是在基因组水平上对表观遗传改变进行研究的学科，它为人们认识基因组增加了一个新的视角。目前，基于高通量测序技术的全基因组甲基化测序技术，可以在全基因组范围内检测每个CpG位点的甲基化状态以及频率，得到全基因组水平单碱基分辨率的甲基化图谱。利用该技术，我国科学家已经获得了家蚕的甲基化图谱。高通量测序技术还能与染色质免疫共沉淀技术相结合，先通过染色质免疫共沉淀技术特异性地富集与目的蛋白相结合的DNA片段，而后对所得的DNA片段进行高通量测序，就可以获得与不同修饰的组蛋白、不同的转录因子等相互作用的DNA片段信息。

摘自：人教版新教材必修2教师用书

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