生物化學(xué)課件：第26章 基因表達(dá)及功能分析基本策略

1、目目 錄錄 目目 錄錄 第二十六章第二十六章 基因表達(dá)及功能分析的基因表達(dá)及功能分析的 基本策略基本策略 STRATEGIES FOR ANALYZING GENE EXPRESSION AND FUNCTION 目目 錄錄 目目 錄錄 第一節(jié)第一節(jié) 基因表達(dá)的分析策略基因表達(dá)的分析策略 Strategies for Analyzing Gene Expression 目目 錄錄 目目 錄錄 一、通過(guò)檢測(cè)一、通過(guò)檢測(cè)mRNA 揭示基因轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)特征揭示基因轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)特征 根據(jù)分析方法的原理和功能特性，可將基因表達(dá)分析分為根據(jù)分析方法的原理和功能特性，可將基因表達(dá)分析分為: 封閉性系統(tǒng)研

2、究方法封閉性系統(tǒng)研究方法:例如例如DNA微陣列、微陣列、Northern印跡、實(shí)印跡、實(shí) 時(shí)時(shí)RT-PCR等方法，其應(yīng)用范圍僅限于已測(cè)序的物種，只能等方法，其應(yīng)用范圍僅限于已測(cè)序的物種，只能 研究已知的基因。研究已知的基因。 開(kāi)放性系統(tǒng)研究方法開(kāi)放性系統(tǒng)研究方法: 如差異顯示如差異顯示PCR、雙向基因表達(dá)指紋、雙向基因表達(dá)指紋 圖譜、分子索引法、隨機(jī)引物圖譜、分子索引法、隨機(jī)引物PCR指紋分析等，可以發(fā)現(xiàn)指紋分析等，可以發(fā)現(xiàn) 和分析未知的基因。和分析未知的基因。 這里主要針對(duì)已知基因的常用表達(dá)分析方法做一介紹。這里主要針對(duì)已知基因的常用表達(dá)分析方法做一介紹。 目目 錄錄 目目 錄錄 （一）基于

3、雜交原理的方法可檢測(cè)（一）基于雜交原理的方法可檢測(cè)mRNAmRNA表達(dá)水平表達(dá)水平 1Northern印跡印跡（Northern blot） 既可分析既可分析mRNA表達(dá)又可驗(yàn)證表達(dá)又可驗(yàn)證cDNA新序列新序列 是一種基于是一種基于RNA-DNA雜交原理建立的一種雜交原理建立的一種RNA分析分析 技術(shù)技術(shù) 目目 錄錄 目目 錄錄 Northern印跡分析原理示意圖 印跡分析原理示意圖 目目 錄錄 目目 錄錄 2核糖核酸酶保護(hù)實(shí)驗(yàn)核糖核酸酶保護(hù)實(shí)驗(yàn) （ribonuclease protection assay，RPA） 可用于可用于mRNA定量和定量和RNA剪接分析剪接分析 是一種基于雜交原理分

4、析是一種基于雜交原理分析mRNA的方法，既可對(duì)的方法，既可對(duì) mRNA進(jìn)行定量分析又可研究其結(jié)構(gòu)特征，靈敏進(jìn)行定量分析又可研究其結(jié)構(gòu)特征，靈敏 度和特異性都很高。度和特異性都很高。 目目 錄錄 目目 錄錄 核糖核酸酶保護(hù)實(shí)驗(yàn)原理示意圖核糖核酸酶保護(hù)實(shí)驗(yàn)原理示意圖 目目 錄錄 目目 錄錄 可對(duì)可對(duì)mRNA進(jìn)行區(qū)域定位進(jìn)行區(qū)域定位 是利用雜交原理建立的組織原位是利用雜交原理建立的組織原位mRNA檢測(cè)技術(shù)，可檢測(cè)技術(shù)，可 對(duì)細(xì)胞或組織中原位表達(dá)的對(duì)細(xì)胞或組織中原位表達(dá)的mRNA進(jìn)行區(qū)域定位。同進(jìn)行區(qū)域定位。同 時(shí)也可作為定量分析的補(bǔ)充。時(shí)也可作為定量分析的補(bǔ)充。 通過(guò)設(shè)計(jì)與目標(biāo)通過(guò)設(shè)計(jì)與目標(biāo)mRNA

5、堿基序列互補(bǔ)的寡核苷酸序列，堿基序列互補(bǔ)的寡核苷酸序列， 標(biāo)記后作為探針；該探針能夠特異性地與目標(biāo)靶序列標(biāo)記后作為探針；該探針能夠特異性地與目標(biāo)靶序列 雜交，檢測(cè)標(biāo)記信號(hào)來(lái)確定基因在組織和細(xì)胞內(nèi)表達(dá)雜交，檢測(cè)標(biāo)記信號(hào)來(lái)確定基因在組織和細(xì)胞內(nèi)表達(dá) 的區(qū)位信息。的區(qū)位信息。 雖然原位雜交在功能性方面提供的信息較少，但是該雖然原位雜交在功能性方面提供的信息較少，但是該 技術(shù)還是被廣泛用于組織中的基因表達(dá)分析，這是因技術(shù)還是被廣泛用于組織中的基因表達(dá)分析，這是因 為其較高的穩(wěn)定性、較廣泛的靶點(diǎn)和組織適用性。為其較高的穩(wěn)定性、較廣泛的靶點(diǎn)和組織適用性。 3原位雜交（原位雜交（in situ hybrid

6、ization，ISH） 目目 錄錄 目目 錄錄 （二）兩種變換的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是常用的（二）兩種變換的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是常用的 mRNA檢測(cè)方法檢測(cè)方法 1反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄PCR 可用于可用于mRNA的半定量分析的半定量分析 反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄PCR（reverse transcription-PCR，RT-PCR） 是一種簡(jiǎn)單、快捷地對(duì)是一種簡(jiǎn)單、快捷地對(duì)RNA進(jìn)行定性、定量分析的方進(jìn)行定性、定量分析的方 法。它是以法。它是以mRNA為模板，體外擴(kuò)增為模板，體外擴(kuò)增cDNA，再以，再以 cDNA為模板進(jìn)行特定基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的為模板進(jìn)行特定基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增。RT- PCR技術(shù)一般用于技術(shù)一般

7、用于RNA的定性分析；如果設(shè)置陽(yáng)性參的定性分析；如果設(shè)置陽(yáng)性參 照，則可對(duì)待測(cè)照，則可對(duì)待測(cè)RNA樣品進(jìn)行半定量分析。樣品進(jìn)行半定量分析。 該方法適合對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行初步篩選，目前已廣泛被該方法適合對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行初步篩選，目前已廣泛被 實(shí)時(shí)定量實(shí)時(shí)定量PCR替代。替代。 目目 錄錄 目目 錄錄 常用于常用于mRNA的定量分析的定量分析 實(shí)時(shí)定量實(shí)時(shí)定量PCR (Real-time Quantitative Polymerase chain Reaction,RQ-PCR)是定量分析是定量分析mRNA的最通用、最快速、的最通用、最快速、 最簡(jiǎn)便的方法，該方法是對(duì)最簡(jiǎn)便的方法，該方法是對(duì)PCR反應(yīng)進(jìn)

8、行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具反應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具 有很高的靈敏度和特異性。有很高的靈敏度和特異性。 2實(shí)時(shí)定量實(shí)時(shí)定量PCR 目目 錄錄 目前有目前有5種技術(shù)用于實(shí)時(shí)定量種技術(shù)用于實(shí)時(shí)定量PCR： 其中最經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的技術(shù)是利用熒光染料（如其中最經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的技術(shù)是利用熒光染料（如SYBR Green ）與雙鏈）與雙鏈DNA分子結(jié)合發(fā)光的特性，指示擴(kuò)增產(chǎn)分子結(jié)合發(fā)光的特性，指示擴(kuò)增產(chǎn) 物的增加；物的增加； 其他其他4種方法都是以熒光染料標(biāo)記的寡核苷酸為探針?lè)N方法都是以熒光染料標(biāo)記的寡核苷酸為探針 與正確的擴(kuò)增子雜交，包括與正確的擴(kuò)增子雜交，包括5核酸酶法（即人們熟知的核酸酶法（即人們熟知的 TaqManTM）、

9、分子信標(biāo)、）、分子信標(biāo)、ScropionsTM和探針雜交法，和探針雜交法， 它們擁有更強(qiáng)的特異性，可以避免對(duì)它們擁有更強(qiáng)的特異性，可以避免對(duì)PCR后溶解曲線(xiàn)的后溶解曲線(xiàn)的 需求，以及后續(xù)的需求，以及后續(xù)的Southern雜交或?qū)U(kuò)增子的測(cè)序鑒定，雜交或?qū)U(kuò)增子的測(cè)序鑒定， 但是成本較高。但是成本較高。 目目 錄錄 目目 錄錄 SYBR Green實(shí)時(shí)定量 實(shí)時(shí)定量PCR分析原理示意圖分析原理示意圖 目目 錄錄 目目 錄錄 二、通過(guò)蛋白質(zhì)檢測(cè)揭示基因二、通過(guò)蛋白質(zhì)檢測(cè)揭示基因 翻譯水平的表達(dá)特征翻譯水平的表達(dá)特征 Western印跡（印跡（Western blot）是一種免疫印跡技術(shù)，是一種免疫

10、印跡技術(shù)， 其基本原理與核酸分子雜交相似，只是以偶聯(lián)標(biāo)記物的抗其基本原理與核酸分子雜交相似，只是以偶聯(lián)標(biāo)記物的抗 體分子作為探針，檢測(cè)轉(zhuǎn)移到固相支持物上的蛋白質(zhì)體分子作為探針，檢測(cè)轉(zhuǎn)移到固相支持物上的蛋白質(zhì)/多肽多肽 分子。當(dāng)在蛋白質(zhì)水平上檢測(cè)特定基因的表達(dá)活性時(shí)，最分子。當(dāng)在蛋白質(zhì)水平上檢測(cè)特定基因的表達(dá)活性時(shí)，最 常用的方法就是利用常用的方法就是利用Western印跡對(duì)細(xì)胞或組織的總蛋白質(zhì)印跡對(duì)細(xì)胞或組織的總蛋白質(zhì) 中的特異蛋白質(zhì)進(jìn)行定性和半定量分析。中的特異蛋白質(zhì)進(jìn)行定性和半定量分析。 （一）采用特異抗體經(jīng)（一）采用特異抗體經(jīng)Western印跡可直接印跡可直接 測(cè)定基因編碼多肽測(cè)定基因編

11、碼多肽 目目 錄錄 1. 蛋白質(zhì)樣品的制備蛋白質(zhì)樣品的制備 2. SDS-PAGE分離分離 3. 蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)膜蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)膜 4. 特異抗體（即第一抗體）與膜上的蛋白質(zhì)（抗原）印特異抗體（即第一抗體）與膜上的蛋白質(zhì)（抗原）印 跡雜交跡雜交 5. 再經(jīng)偶聯(lián)了可檢測(cè)標(biāo)記信號(hào)的第二抗體（即抗抗體，再經(jīng)偶聯(lián)了可檢測(cè)標(biāo)記信號(hào)的第二抗體（即抗抗體， 商品試劑盒中多采用偶聯(lián)辣根過(guò)氧化物酶的商品試劑盒中多采用偶聯(lián)辣根過(guò)氧化物酶的Ig） 6. 最后經(jīng)與酶的底物反應(yīng)而顯影、成像，經(jīng)掃描后獲取最后經(jīng)與酶的底物反應(yīng)而顯影、成像，經(jīng)掃描后獲取 免疫印跡信息免疫印跡信息 Western blot基本程序基本程序 目目 錄錄 目

12、目 錄錄 酶聯(lián)免疫吸附分析（酶聯(lián)免疫吸附分析（Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）也是一種建立在抗原也是一種建立在抗原-抗體反應(yīng)基礎(chǔ)上的蛋白抗體反應(yīng)基礎(chǔ)上的蛋白 質(zhì)分析基本方法。質(zhì)分析基本方法。 該方法不需經(jīng)電泳分離待檢樣品蛋白質(zhì)，而是預(yù)先將樣該方法不需經(jīng)電泳分離待檢樣品蛋白質(zhì)，而是預(yù)先將樣 品包被在支持體上，以后反應(yīng)過(guò)程與品包被在支持體上，以后反應(yīng)過(guò)程與Western印跡大致相同印跡大致相同 順序結(jié)合（即順序結(jié)合（即“吸附吸附”）特異抗體（一抗）及與酶連接的）特異抗體（一抗）及與酶連接的 第二抗體（也可預(yù)先包被抗體，第二抗體（也可預(yù)先包被抗體，“吸

13、附吸附”抗原），再進(jìn)行酶抗原），再進(jìn)行酶- 底物反應(yīng)。反應(yīng)后通過(guò)專(zhuān)門(mén)的酶標(biāo)儀測(cè)定、記錄數(shù)據(jù)。底物反應(yīng)。反應(yīng)后通過(guò)專(zhuān)門(mén)的酶標(biāo)儀測(cè)定、記錄數(shù)據(jù)。 （二）酶聯(lián)免疫吸附分析與（二）酶聯(lián)免疫吸附分析與Western印跡原理印跡原理 相似但形式不同相似但形式不同 目目 錄錄 目目 錄錄 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 具有特異性；具有特異性； 靈敏度很高；靈敏度很高； 穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便，標(biāo)本用量少，適于大規(guī)模篩查，穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便，標(biāo)本用量少，適于大規(guī)模篩查， 尤其適用于檢測(cè)體液中微量的特異性抗體或抗原；尤其適用于檢測(cè)體液中微量的特異性抗體或抗原； 既可以做定性試驗(yàn)也可以做定量分析。既可以做定性試驗(yàn)也可以做定量分析。 被廣泛應(yīng)

14、用于微生物學(xué)、寄生蟲(chóng)學(xué)、腫瘤學(xué)和被廣泛應(yīng)用于微生物學(xué)、寄生蟲(chóng)學(xué)、腫瘤學(xué)和 免疫學(xué)等領(lǐng)域。免疫學(xué)等領(lǐng)域。 酶聯(lián)免疫吸附分析酶聯(lián)免疫吸附分析 目目 錄錄 目目 錄錄 免疫組織化學(xué)（免疫組織化學(xué)（immunohistochemistry）與與免疫免疫 細(xì)胞化學(xué)（細(xì)胞化學(xué)（immunocytochemistry）原理相同，都是利）原理相同，都是利 用標(biāo)記的特異性抗體通過(guò)抗原用標(biāo)記的特異性抗體通過(guò)抗原-抗體反應(yīng)和顯色反應(yīng)，抗體反應(yīng)和顯色反應(yīng)， 在組織或細(xì)胞原位檢測(cè)特定抗原（即目標(biāo)蛋白質(zhì)）的在組織或細(xì)胞原位檢測(cè)特定抗原（即目標(biāo)蛋白質(zhì)）的 方法，簡(jiǎn)稱(chēng)為免疫組化實(shí)驗(yàn)。近年來(lái)由于熒光標(biāo)記抗方法，簡(jiǎn)稱(chēng)為免疫組化實(shí)

15、驗(yàn)。近年來(lái)由于熒光標(biāo)記抗 體的廣泛應(yīng)用，這兩種方法又被統(tǒng)稱(chēng)為體的廣泛應(yīng)用，這兩種方法又被統(tǒng)稱(chēng)為免疫熒光法。免疫熒光法。 （三）免疫組化實(shí)驗(yàn)可對(duì)組織（三）免疫組化實(shí)驗(yàn)可對(duì)組織/ /細(xì)胞細(xì)胞 表達(dá)的蛋白質(zhì)進(jìn)行原位檢測(cè)表達(dá)的蛋白質(zhì)進(jìn)行原位檢測(cè) 目目 錄錄 目目 錄錄 （immunofluorescence），可應(yīng)用熒光（倒置）顯微鏡或），可應(yīng)用熒光（倒置）顯微鏡或 激光共聚焦顯微鏡（激光共聚焦顯微鏡（confocal microscopy）對(duì)靶分子進(jìn)行對(duì)靶分子進(jìn)行 定性、定量和定位分析，激光共聚焦顯微鏡還可進(jìn)行斷層定性、定量和定位分析，激光共聚焦顯微鏡還可進(jìn)行斷層 成像，是在蛋白質(zhì)水平分析基因表達(dá)的

16、直觀方法。成像，是在蛋白質(zhì)水平分析基因表達(dá)的直觀方法。 其中抗體對(duì)于蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的特異性、種間交叉反應(yīng)、檢測(cè)其中抗體對(duì)于蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的特異性、種間交叉反應(yīng)、檢測(cè) 系統(tǒng)的靈敏性以及細(xì)胞或組織的固定類(lèi)型是該方法的關(guān)鍵系統(tǒng)的靈敏性以及細(xì)胞或組織的固定類(lèi)型是該方法的關(guān)鍵 因素。因素。 運(yùn)用雙重著色或多重著色程序同時(shí)對(duì)多個(gè)感興趣的靶分子運(yùn)用雙重著色或多重著色程序同時(shí)對(duì)多個(gè)感興趣的靶分子 進(jìn)行檢測(cè)，是一種揭示更多有關(guān)細(xì)胞群的功能和它們之間進(jìn)行檢測(cè)，是一種揭示更多有關(guān)細(xì)胞群的功能和它們之間 相互作用信息的有效方法。相互作用信息的有效方法。 免疫組化主要是作為定性、定位的技術(shù)，若結(jié)合密度計(jì)量免疫組化主要是作為定性

17、、定位的技術(shù)，若結(jié)合密度計(jì)量 系統(tǒng)、圖像分析系統(tǒng)等測(cè)量工具也可以得到定量的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)、圖像分析系統(tǒng)等測(cè)量工具也可以得到定量的數(shù)據(jù)。 目目 錄錄 目目 錄錄 流式細(xì)胞術(shù)（流式細(xì)胞術(shù)（flow cytometry）在細(xì)胞水平分析特定在細(xì)胞水平分析特定 蛋白質(zhì)的基本原理也是抗原蛋白質(zhì)的基本原理也是抗原-抗體反應(yīng)，它利用熒光標(biāo)記抗體反應(yīng)，它利用熒光標(biāo)記 抗體與抗原的特異性結(jié)合，經(jīng)過(guò)流式細(xì)胞儀分析熒光信號(hào)，抗體與抗原的特異性結(jié)合，經(jīng)過(guò)流式細(xì)胞儀分析熒光信號(hào)， 從而根據(jù)細(xì)胞表達(dá)特定蛋白質(zhì)的水平對(duì)某種蛋白質(zhì)陽(yáng)性細(xì)從而根據(jù)細(xì)胞表達(dá)特定蛋白質(zhì)的水平對(duì)某種蛋白質(zhì)陽(yáng)性細(xì) 胞（即特異基因表達(dá)的細(xì)胞）作出判斷。胞（即特

18、異基因表達(dá)的細(xì)胞）作出判斷。 （四）流式細(xì)胞術(shù)用于分析（四）流式細(xì)胞術(shù)用于分析 表達(dá)特異蛋白質(zhì)的陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá)特異蛋白質(zhì)的陽(yáng)性細(xì)胞 目目 錄錄 流式細(xì)胞術(shù)可以檢測(cè)活細(xì)胞，也可以檢測(cè)用甲醛固定的流式細(xì)胞術(shù)可以檢測(cè)活細(xì)胞，也可以檢測(cè)用甲醛固定的 細(xì)胞。細(xì)胞。 廣泛應(yīng)用于細(xì)胞表面和細(xì)胞內(nèi)分子表達(dá)水平的定量分析，廣泛應(yīng)用于細(xì)胞表面和細(xì)胞內(nèi)分子表達(dá)水平的定量分析， 并能夠根據(jù)各種蛋白質(zhì)的表達(dá)模式區(qū)分細(xì)胞亞群。并能夠根據(jù)各種蛋白質(zhì)的表達(dá)模式區(qū)分細(xì)胞亞群。 此外，流式細(xì)胞術(shù)可以使用多個(gè)熒光標(biāo)記的抗體同時(shí)對(duì)此外，流式細(xì)胞術(shù)可以使用多個(gè)熒光標(biāo)記的抗體同時(shí)對(duì) 多個(gè)基因產(chǎn)物進(jìn)行標(biāo)記和監(jiān)測(cè)，是對(duì)細(xì)胞進(jìn)行快速分析、多個(gè)基

19、因產(chǎn)物進(jìn)行標(biāo)記和監(jiān)測(cè)，是對(duì)細(xì)胞進(jìn)行快速分析、 分選、特征鑒定的一種有效方法。分選、特征鑒定的一種有效方法。 目目 錄錄 目目 錄錄 三、高通量檢測(cè)技術(shù)成為基因表達(dá)三、高通量檢測(cè)技術(shù)成為基因表達(dá) 研究的有力工具研究的有力工具 高通量篩選高通量篩選(High throughput screening，HTS)技術(shù)技術(shù) 是在大量核酸、多肽信息累計(jì)（即資料庫(kù)）基礎(chǔ)上，采是在大量核酸、多肽信息累計(jì)（即資料庫(kù)）基礎(chǔ)上，采 用微板作為分子載體，制作集成用微板作為分子載體，制作集成“芯片芯片”，以自動(dòng)化操，以自動(dòng)化操 作系統(tǒng)進(jìn)行分子雜交的試驗(yàn)過(guò)程。作系統(tǒng)進(jìn)行分子雜交的試驗(yàn)過(guò)程。 因?yàn)榭旖?、靈敏、信息量大，適合

20、大規(guī)模操作，故因?yàn)榭旖荨㈧`敏、信息量大，適合大規(guī)模操作，故 稱(chēng)稱(chēng)“高通量高通量”。 高通量檢測(cè)技術(shù)適合高通量檢測(cè)技術(shù)適合“組學(xué)組學(xué)”（omics）研究，更）研究，更 適合生命活動(dòng)過(guò)程相關(guān)的基因表達(dá)譜分析。適合生命活動(dòng)過(guò)程相關(guān)的基因表達(dá)譜分析。 目目 錄錄 目目 錄錄 1. 1. 基因芯片已成為基因表達(dá)譜分析的常用方法基因芯片已成為基因表達(dá)譜分析的常用方法 基因芯片（基因芯片（gene chip）又稱(chēng)）又稱(chēng)DNA微陣列微陣列(DNA microarray)、 DNA芯片（芯片（DNA chip）, 是將大量已知序列的核酸片段（包括是將大量已知序列的核酸片段（包括 寡核苷酸、寡核苷酸、cDNA、基

21、因組、基因組DNA、microRNA等等) 集成在同一基集成在同一基 片上，組成密集分子排列，通過(guò)與標(biāo)記樣品進(jìn)行雜交，檢測(cè)、片上，組成密集分子排列，通過(guò)與標(biāo)記樣品進(jìn)行雜交，檢測(cè)、 獲取細(xì)胞或組織的基因信息。獲取細(xì)胞或組織的基因信息。 其中其中基因表達(dá)譜（基因表達(dá)譜（expression prifile）分析）分析是目前基因芯片是目前基因芯片 應(yīng)用最多的一個(gè)方面，主要采用應(yīng)用最多的一個(gè)方面，主要采用cDNA芯片，基因表達(dá)譜芯片芯片，基因表達(dá)譜芯片 便于對(duì)不同狀態(tài)（如生理和病理?xiàng)l件）下的基因表達(dá)譜進(jìn)行比便于對(duì)不同狀態(tài)（如生理和病理?xiàng)l件）下的基因表達(dá)譜進(jìn)行比 較，揭示較，揭示轉(zhuǎn)錄組（轉(zhuǎn)錄組（tran

22、scriptome）差異表達(dá)的規(guī)律，對(duì)探索發(fā)差異表達(dá)的規(guī)律，對(duì)探索發(fā) 病機(jī)制、評(píng)價(jià)治療效果、篩選藥物靶標(biāo)具有重要意義。病機(jī)制、評(píng)價(jià)治療效果、篩選藥物靶標(biāo)具有重要意義。 （一）基因芯片和高通量測(cè)序技術(shù)可在基因（一）基因芯片和高通量測(cè)序技術(shù)可在基因 水平高通量地分析基因表達(dá)水平高通量地分析基因表達(dá) 目目 錄錄 目目 錄錄 2. 2. 高通量測(cè)序技術(shù)是新一代基因表達(dá)譜高通量測(cè)序技術(shù)是新一代基因表達(dá)譜 分析方法分析方法 高通量測(cè)序技術(shù)可以一次對(duì)幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)個(gè)高通量測(cè)序技術(shù)可以一次對(duì)幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)個(gè) DNA分子片段進(jìn)行序列測(cè)定，從而快速獲得轉(zhuǎn)錄組或分子片段進(jìn)行序列測(cè)定，從而快速獲得轉(zhuǎn)錄組或 基因組的全

23、貌基因組的全貌, 又被稱(chēng)為又被稱(chēng)為深度測(cè)序深度測(cè)序(deep sequencing)。 目目 錄錄 目目 錄錄 在在DNA水平上，可以大規(guī)模地分析基因組甲基化、篩選突變基水平上，可以大規(guī)模地分析基因組甲基化、篩選突變基 因、檢測(cè)基因多態(tài)性；因、檢測(cè)基因多態(tài)性； 在在RNA水平上，可以對(duì)水平上，可以對(duì)RNA片段進(jìn)行掃描、定量與鑒定，對(duì)全片段進(jìn)行掃描、定量與鑒定，對(duì)全 基因組進(jìn)行廣譜表達(dá)研究?；蚪M進(jìn)行廣譜表達(dá)研究。 1）目前，高通量測(cè)序技術(shù)不僅僅在）目前，高通量測(cè)序技術(shù)不僅僅在DNA測(cè)序中起到重測(cè)序中起到重 要的作用，并且已經(jīng)應(yīng)用于基因組分析的各個(gè)方面：要的作用，并且已經(jīng)應(yīng)用于基因組分析的各個(gè)方

24、面： 2）高通量測(cè)序另一個(gè)被廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域是小分子）高通量測(cè)序另一個(gè)被廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域是小分子RNA 或非編碼或非編碼RNA(ncRNA)研究。測(cè)序方法能輕易地解決芯研究。測(cè)序方法能輕易地解決芯 片技術(shù)在檢測(cè)小分子時(shí)遇到的技術(shù)難題片技術(shù)在檢測(cè)小分子時(shí)遇到的技術(shù)難題(短序列短序列, 高度同高度同 源源), 而且小分子而且小分子RNA的短序列正好配合了高通量測(cè)序的的短序列正好配合了高通量測(cè)序的 長(zhǎng)度長(zhǎng)度,同時(shí)測(cè)序方法還能在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新的小分子同時(shí)測(cè)序方法還能在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新的小分子RNA。 目目 錄錄 目目 錄錄 基因芯片的缺點(diǎn)基因芯片的缺點(diǎn): : 在于它是一個(gè)在于它是一個(gè)“封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)”, ,

25、它只能檢測(cè)人們已知它只能檢測(cè)人們已知 序列的特征序列的特征( (或有限的變異或有限的變異) )。 高通量測(cè)序的優(yōu)勢(shì)高通量測(cè)序的優(yōu)勢(shì): : 在于它是一個(gè)在于它是一個(gè)“開(kāi)放系統(tǒng)開(kāi)放系統(tǒng)”, , 它的發(fā)現(xiàn)能力和尋找它的發(fā)現(xiàn)能力和尋找 新信息的能力從本質(zhì)上高于芯片技術(shù)。新信息的能力從本質(zhì)上高于芯片技術(shù)。 目目 錄錄 目目 錄錄 （二）蛋白質(zhì)芯片和雙向電泳可在蛋白質(zhì)水平（二）蛋白質(zhì)芯片和雙向電泳可在蛋白質(zhì)水平 高通量地分析基因表達(dá)高通量地分析基因表達(dá) 蛋白質(zhì)芯片（蛋白質(zhì)芯片（protein chip）是一種對(duì)蛋白質(zhì)的表達(dá)和是一種對(duì)蛋白質(zhì)的表達(dá)和 功能進(jìn)行高通量分析的技術(shù)。功能進(jìn)行高通量分析的技術(shù)。 是將

26、具有高度親和特異性的探針?lè)肿樱ㄈ鐔慰寺】贵w）是將具有高度親和特異性的探針?lè)肿樱ㄈ鐔慰寺】贵w） 固定在基片上，用以識(shí)別復(fù)雜生物樣品溶液中的目標(biāo)多肽；固定在基片上，用以識(shí)別復(fù)雜生物樣品溶液中的目標(biāo)多肽； 蛋白質(zhì)功能芯片可用來(lái)研究蛋白質(zhì)修飾、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)功能芯片可用來(lái)研究蛋白質(zhì)修飾、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) /DNA-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)/RNA-蛋白質(zhì)，以及蛋白質(zhì)與脂質(zhì)、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)，以及蛋白質(zhì)與脂質(zhì)、蛋白質(zhì) 與藥物、酶與底物、小分子與藥物、酶與底物、小分子-蛋白質(zhì)等的相互作用。蛋白質(zhì)等的相互作用。 1 1蛋白質(zhì)芯片有多種形式和用途蛋白質(zhì)芯片有多種形式和用途 目目 錄錄 目目 錄錄 蛋白質(zhì)檢測(cè)芯片包括蛋白質(zhì)檢

27、測(cè)芯片包括: : 1. 1. 抗體芯片抗體芯片 2. 2. 抗原芯片抗原芯片 3. 3. 配體芯片配體芯片 4. 4. 碳水化合物芯片等碳水化合物芯片等 根據(jù)蛋白質(zhì)芯片制作方法和用途不同，可將其分為根據(jù)蛋白質(zhì)芯片制作方法和用途不同，可將其分為 1. 1. 蛋白質(zhì)檢測(cè)芯片蛋白質(zhì)檢測(cè)芯片 2. 2. 蛋白質(zhì)功能芯片兩大類(lèi)蛋白質(zhì)功能芯片兩大類(lèi) 目目 錄錄 目目 錄錄 目前比較和鑒定蛋白質(zhì)表達(dá)譜更多采用雙向聚丙烯酰目前比較和鑒定蛋白質(zhì)表達(dá)譜更多采用雙向聚丙烯酰 胺凝膠電泳結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)。雙向聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)胺凝膠電泳結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)。雙向聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù) 又稱(chēng)又稱(chēng)二維電泳（二維電泳（two-di

28、mensional electrophoresis, 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)2-D 電泳）。電泳）。 原理原理: 根據(jù)蛋白質(zhì)分子的兩個(gè)屬性根據(jù)蛋白質(zhì)分子的兩個(gè)屬性等電點(diǎn)和分子等電點(diǎn)和分子 質(zhì)量質(zhì)量將蛋白質(zhì)混合物進(jìn)行分離。電泳結(jié)果經(jīng)染色后，將蛋白質(zhì)混合物進(jìn)行分離。電泳結(jié)果經(jīng)染色后， 即可對(duì)不同樣品中蛋白質(zhì)的表達(dá)譜進(jìn)行比較；還可從凝膠即可對(duì)不同樣品中蛋白質(zhì)的表達(dá)譜進(jìn)行比較；還可從凝膠 中將特定的蛋白質(zhì)點(diǎn)切下，經(jīng)胰蛋白酶消化后得到短肽片中將特定的蛋白質(zhì)點(diǎn)切下，經(jīng)胰蛋白酶消化后得到短肽片 段，利用段，利用質(zhì)譜（質(zhì)譜（mass spectrum）技術(shù)進(jìn)行定性分析，對(duì)差）技術(shù)進(jìn)行定性分析，對(duì)差 異表達(dá)的蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定。

29、異表達(dá)的蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定。 可同時(shí)分離數(shù)成百上千的蛋白質(zhì)?？赏瑫r(shí)分離數(shù)成百上千的蛋白質(zhì)。 2 2雙向電泳結(jié)合質(zhì)譜普遍用于蛋白質(zhì)表達(dá)雙向電泳結(jié)合質(zhì)譜普遍用于蛋白質(zhì)表達(dá) 譜的分析和鑒定譜的分析和鑒定 目目 錄錄 目目 錄錄 第二節(jié)第二節(jié) 生物信息學(xué)在預(yù)測(cè)基因生物信息學(xué)在預(yù)測(cè)基因 功能中的應(yīng)用功能中的應(yīng)用 Bioinformatics Application in Predicting Gene Function 目目 錄錄 目目 錄錄 一、利用生物信息學(xué)方法進(jìn)行基因功能一、利用生物信息學(xué)方法進(jìn)行基因功能 注釋注釋 (一）通過(guò)序列比對(duì)預(yù)測(cè)基因功能一）通過(guò)序列比對(duì)預(yù)測(cè)基因功能 序列比對(duì)是生物信息學(xué)最基本

30、的分析技術(shù)之一，最常序列比對(duì)是生物信息學(xué)最基本的分析技術(shù)之一，最常 用的方法是將目的用的方法是將目的DNA或蛋白質(zhì)序列與已知的或蛋白質(zhì)序列與已知的DNA和蛋白和蛋白 質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，搜索到與目的序列高度同源的功質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，搜索到與目的序列高度同源的功 能已知的基因或蛋白質(zhì)，用這些基因和蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)目的基能已知的基因或蛋白質(zhì)，用這些基因和蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)目的基 因和蛋白質(zhì)的功能。局部比對(duì)搜索工具因和蛋白質(zhì)的功能。局部比對(duì)搜索工具BLAST是進(jìn)行序列是進(jìn)行序列 比對(duì)的基本工具，它允許用戶(hù)選擇一條查詢(xún)序列與一個(gè)數(shù)比對(duì)的基本工具，它允許用戶(hù)選擇一條查詢(xún)序列與一個(gè)數(shù) 據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，找到數(shù)據(jù)庫(kù)中與

31、輸入的查詢(xún)序列相匹配的據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，找到數(shù)據(jù)庫(kù)中與輸入的查詢(xún)序列相匹配的 項(xiàng)。項(xiàng)。BLAST是一個(gè)序列數(shù)據(jù)庫(kù)搜索程序家族，其中包括許是一個(gè)序列數(shù)據(jù)庫(kù)搜索程序家族，其中包括許 多有特定用途的程序。多有特定用途的程序。 目目 錄錄 目目 錄錄 程序程序 查詢(xún)序列查詢(xún)序列 類(lèi)型類(lèi)型 數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型注注 BLASTNDNADNA BLASTP蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) BLASTXDNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 將待搜索的核酸序列按將待搜索的核酸序列按6個(gè)閱讀框翻譯成蛋白個(gè)閱讀框翻譯成蛋白 質(zhì)序列，然后與數(shù)據(jù)庫(kù)中的蛋白質(zhì)序列比對(duì)質(zhì)序列，然后與數(shù)據(jù)庫(kù)中的蛋白質(zhì)序列比對(duì) TBLASTN蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA 將數(shù)據(jù)庫(kù)

32、中的核酸序列按將數(shù)據(jù)庫(kù)中的核酸序列按6個(gè)閱讀框翻譯成蛋個(gè)閱讀框翻譯成蛋 白質(zhì)序列，然后與待搜索的蛋白質(zhì)序列比對(duì)白質(zhì)序列，然后與待搜索的蛋白質(zhì)序列比對(duì) TBLASTXDNADNA 無(wú)論是待搜索的核酸序列還是數(shù)據(jù)庫(kù)中的核無(wú)論是待搜索的核酸序列還是數(shù)據(jù)庫(kù)中的核 酸序列都按酸序列都按6個(gè)閱讀框翻譯成蛋白質(zhì)序列，然個(gè)閱讀框翻譯成蛋白質(zhì)序列，然 后比對(duì)后比對(duì) BLAST序列數(shù)據(jù)庫(kù)搜索程序家族序列數(shù)據(jù)庫(kù)搜索程序家族 目目 錄錄 目目 錄錄 （二）利用生物信息學(xué)方法分析基因芯片數(shù)據(jù)（二）利用生物信息學(xué)方法分析基因芯片數(shù)據(jù) 最常用的方法有：最常用的方法有： 差異表達(dá)分析（又稱(chēng)基因表達(dá)差異分析）差異表達(dá)分析（又稱(chēng)

33、基因表達(dá)差異分析） 聚類(lèi)分析聚類(lèi)分析 差異表達(dá)分析的目的：差異表達(dá)分析的目的： 識(shí)別兩個(gè)條件下表達(dá)差異顯著的基因，即一個(gè)基因識(shí)別兩個(gè)條件下表達(dá)差異顯著的基因，即一個(gè)基因 在兩個(gè)條件中的表達(dá)水平，在排除各種偏差后，其差異在兩個(gè)條件中的表達(dá)水平，在排除各種偏差后，其差異 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 目目 錄錄 1. 1. 倍數(shù)分析：倍數(shù)分析：計(jì)算每個(gè)基因在兩個(gè)條件下的表達(dá)比值；計(jì)算每個(gè)基因在兩個(gè)條件下的表達(dá)比值； 2. 2. 統(tǒng)計(jì)分析中的統(tǒng)計(jì)分析中的t t檢驗(yàn)和方差分析：檢驗(yàn)和方差分析：通過(guò)計(jì)算表達(dá)差異的通過(guò)計(jì)算表達(dá)差異的 置信度來(lái)分析差異是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；置信度來(lái)分析差異是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；

34、 3. 3. 建模的方法：建模的方法：通過(guò)確定兩個(gè)條件下的模型參數(shù)是否相通過(guò)確定兩個(gè)條件下的模型參數(shù)是否相 同來(lái)判斷表達(dá)差異的顯著性。同來(lái)判斷表達(dá)差異的顯著性。 差異表達(dá)分析常用的分析方法有差異表達(dá)分析常用的分析方法有3類(lèi)：類(lèi)： 目目 錄錄 目目 錄錄 聚類(lèi)分析所依據(jù)的基本假設(shè)：聚類(lèi)分析所依據(jù)的基本假設(shè)： 若組內(nèi)基因具有相似的表達(dá)模式，則它們可能具有若組內(nèi)基因具有相似的表達(dá)模式，則它們可能具有 相似的功能，例如受共同的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控的基因，或者相似的功能，例如受共同的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控的基因，或者 產(chǎn)物構(gòu)成同一個(gè)蛋白復(fù)合體的基因，或者參與相同調(diào)控產(chǎn)物構(gòu)成同一個(gè)蛋白復(fù)合體的基因，或者參與相同調(diào)控 路徑的

35、基因。路徑的基因。 在具體應(yīng)用中可按照相似的表達(dá)譜對(duì)基因進(jìn)行聚類(lèi)，在具體應(yīng)用中可按照相似的表達(dá)譜對(duì)基因進(jìn)行聚類(lèi)， 從而預(yù)測(cè)組內(nèi)未知基因的功能。從而預(yù)測(cè)組內(nèi)未知基因的功能。 目前已經(jīng)有很多種聚類(lèi)的方法應(yīng)用到基因芯片的研目前已經(jīng)有很多種聚類(lèi)的方法應(yīng)用到基因芯片的研 究當(dāng)中，如層次聚類(lèi)究當(dāng)中，如層次聚類(lèi)(Hierarchical clustering)、K 均值聚均值聚 類(lèi)類(lèi)(K-means clustering)、自組織映射、自組織映射(self organizing map)、PCA (principlecomponet analysis)等。等。 目目 錄錄 目目 錄錄 在氨基酸序列整體同源性

36、不明顯的情況下，對(duì)在氨基酸序列整體同源性不明顯的情況下，對(duì) 蛋白質(zhì)的功能域進(jìn)行分析將對(duì)預(yù)測(cè)基因功能提供極蛋白質(zhì)的功能域進(jìn)行分析將對(duì)預(yù)測(cè)基因功能提供極 其有價(jià)值的信息。目前已通過(guò)多序列比對(duì)將蛋白質(zhì)其有價(jià)值的信息。目前已通過(guò)多序列比對(duì)將蛋白質(zhì) 的同源序列收集在一起，確定了大量蘊(yùn)藏于蛋白質(zhì)的同源序列收集在一起，確定了大量蘊(yùn)藏于蛋白質(zhì) 結(jié)構(gòu)中的保守區(qū)域或序列，如結(jié)構(gòu)域（結(jié)構(gòu)中的保守區(qū)域或序列，如結(jié)構(gòu)域（domain）和）和 模體（模體（motif），這些共享結(jié)構(gòu)域和保守模體通常與），這些共享結(jié)構(gòu)域和保守模體通常與 特定的生物學(xué)活性相關(guān)，反映了蛋白質(zhì)分子的一些特定的生物學(xué)活性相關(guān)，反映了蛋白質(zhì)分子的一些

37、 重要功能。重要功能。 （三）通過(guò)生物信息學(xué)方法分析蛋白質(zhì)（三）通過(guò)生物信息學(xué)方法分析蛋白質(zhì) 結(jié)構(gòu)來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)功能 目目 錄錄 目目 錄錄 運(yùn)用蛋白質(zhì)序列模體搜索工具預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)功能的方法是：運(yùn)用蛋白質(zhì)序列模體搜索工具預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)功能的方法是： 首先收集現(xiàn)有的蛋白質(zhì)家族，構(gòu)造模體數(shù)據(jù)庫(kù)；首先收集現(xiàn)有的蛋白質(zhì)家族，構(gòu)造模體數(shù)據(jù)庫(kù)； 而后通過(guò)搜索該數(shù)據(jù)庫(kù)確定查詢(xún)序列是否具有可能的序而后通過(guò)搜索該數(shù)據(jù)庫(kù)確定查詢(xún)序列是否具有可能的序 列模體，判斷該序列是否屬于一個(gè)已知的蛋白質(zhì)家族；列模體，判斷該序列是否屬于一個(gè)已知的蛋白質(zhì)家族； 然后根據(jù)該蛋白質(zhì)家族的已知功能預(yù)測(cè)未知蛋白質(zhì)的功然后根據(jù)

38、該蛋白質(zhì)家族的已知功能預(yù)測(cè)未知蛋白質(zhì)的功 能。能。 常用的模體數(shù)據(jù)庫(kù)有常用的模體數(shù)據(jù)庫(kù)有INTERPROSCAN、PROSITE、 SMART等。等。 目目 錄錄 目目 錄錄 基因組功能注釋常用數(shù)據(jù)庫(kù)基因組功能注釋常用數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)址網(wǎng)址描述描述 AAThttp : / / genome. cs. mtu. edu / aat基因組分析和注釋工具基因組分析和注釋工具 COGhttp : / / www. ncbi. nlm. nih. gov / COG/直系同源體簇分析數(shù)據(jù)庫(kù)直系同源體簇分析數(shù)據(jù)庫(kù) EcoCychttp : / / ecocyc. pangeasystems. com

39、/ ecocyc/ ecocyc. html 大腸桿菌的基因與代謝大腸桿菌的基因與代謝 OMIMhttp : / / www. ncbi. nlm. nih. gov / Omim/在線(xiàn)人類(lèi)孟德?tīng)栠z傳資料在線(xiàn)人類(lèi)孟德?tīng)栠z傳資料 PEDENThttp : / / pedant . mips. biochem. mpg. de/ frishman/ pedant . html 完整基因組的生物信息學(xué)分析完整基因組的生物信息學(xué)分析 SAShttp : / / www. biochem. ucl. ac. uk/ cgi2bin/ sas/ query. cgi 結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的基因組序列分析結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的

40、基因組序列分析 WIThttp : / / www. cme. msu. edu/ WIT/基因組代謝途徑重構(gòu)基因組代謝途徑重構(gòu) 目目 錄錄 目目 錄錄 現(xiàn)在人們已經(jīng)越來(lái)越清楚地認(rèn)識(shí)到，生物功能大多現(xiàn)在人們已經(jīng)越來(lái)越清楚地認(rèn)識(shí)到，生物功能大多 不是只由一個(gè)或幾個(gè)基因控制的，而是通過(guò)生物體內(nèi)眾不是只由一個(gè)或幾個(gè)基因控制的，而是通過(guò)生物體內(nèi)眾 多的分子（如多的分子（如DNADNA、RNARNA、蛋白質(zhì)和其他小分子物質(zhì)）、蛋白質(zhì)和其他小分子物質(zhì)） 共同構(gòu)成的復(fù)雜生物網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)前生物學(xué)面臨的巨共同構(gòu)成的復(fù)雜生物網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)前生物學(xué)面臨的巨 大挑戰(zhàn)之一就是，了解生物體內(nèi)復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)以大挑戰(zhàn)之

41、一就是，了解生物體內(nèi)復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)以 及它們的動(dòng)態(tài)特征。要想全面系統(tǒng)地解析這些復(fù)雜的生及它們的動(dòng)態(tài)特征。要想全面系統(tǒng)地解析這些復(fù)雜的生 物網(wǎng)絡(luò)需要大量相關(guān)數(shù)據(jù)的積累，現(xiàn)代基因芯片、蛋白物網(wǎng)絡(luò)需要大量相關(guān)數(shù)據(jù)的積累，現(xiàn)代基因芯片、蛋白 質(zhì)芯片等大規(guī)模數(shù)據(jù)采集技術(shù)大大加快了這一進(jìn)程。目質(zhì)芯片等大規(guī)模數(shù)據(jù)采集技術(shù)大大加快了這一進(jìn)程。目 前人們已經(jīng)利用生物技術(shù)和信息技術(shù)建立了各種生物網(wǎng)前人們已經(jīng)利用生物技術(shù)和信息技術(shù)建立了各種生物網(wǎng) 絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)站，可為研究者提供基因調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)站，可為研究者提供基因調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、 代謝途徑、蛋白質(zhì)相互作用等方面的信息。代謝途徑、蛋白質(zhì)相互作用等

42、方面的信息。 二、利用生物網(wǎng)絡(luò)全面系統(tǒng)地了解二、利用生物網(wǎng)絡(luò)全面系統(tǒng)地了解 基因的功能基因的功能 目目 錄錄 目目 錄錄 生物體任何細(xì)胞的遺傳信息、基因都是相同的，生物體任何細(xì)胞的遺傳信息、基因都是相同的， 但同一個(gè)基因在不同組織、不同細(xì)胞中的表達(dá)卻不相但同一個(gè)基因在不同組織、不同細(xì)胞中的表達(dá)卻不相 同。一個(gè)基因的表達(dá)既影響其他的基因，又受其他基同。一個(gè)基因的表達(dá)既影響其他的基因，又受其他基 因的影響，基因之間相互促進(jìn)、相互抑制，構(gòu)成一個(gè)因的影響，基因之間相互促進(jìn)、相互抑制，構(gòu)成一個(gè) 復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。 基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究就是：利用生物芯片等高通量基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究就是：利用

43、生物芯片等高通量 技術(shù)所產(chǎn)生的大量基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，以及蛋白質(zhì)技術(shù)所產(chǎn)生的大量基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，以及蛋白質(zhì)- - DNADNA間的相互作用等信息，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果，用間的相互作用等信息，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果，用 生物信息學(xué)方法構(gòu)建基因調(diào)控模型，對(duì)某一物種或組生物信息學(xué)方法構(gòu)建基因調(diào)控模型，對(duì)某一物種或組 織的基因表達(dá)關(guān)系進(jìn)行整體性研究，從而推斷基因之織的基因表達(dá)關(guān)系進(jìn)行整體性研究，從而推斷基因之 間的調(diào)控關(guān)系，揭示支配基因表達(dá)和功能的基本規(guī)律。間的調(diào)控關(guān)系，揭示支配基因表達(dá)和功能的基本規(guī)律。 （一）利用生物網(wǎng)絡(luò)研究基因調(diào)控（一）利用生物網(wǎng)絡(luò)研究基因調(diào)控 目目 錄錄 目目 錄錄 常用基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控?cái)?shù)據(jù)

44、庫(kù)常用基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)址網(wǎng)址描述描述 EPD 真核生物啟動(dòng)子數(shù)據(jù)庫(kù)真核生物啟動(dòng)子數(shù)據(jù)庫(kù) http:/www.epd.idb-sib.ch 包含已被實(shí)驗(yàn)證明的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)包含已被實(shí)驗(yàn)證明的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn) 和組織特異性等啟動(dòng)子的一般信息和組織特異性等啟動(dòng)子的一般信息 TFD 轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫(kù) / 是轉(zhuǎn)錄因子及其特性的專(zhuān)門(mén)數(shù)據(jù)庫(kù)，是轉(zhuǎn)錄因子及其特性的專(zhuān)門(mén)數(shù)據(jù)庫(kù)， 收集有關(guān)多肽相互作用信息收集有關(guān)多肽相互作用信息 TRANSFAC數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù) http:/www.gene-regulation. com/pub/database.html

45、# transcompel 提供轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)、功能、序列、提供轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)、功能、序列、 DNA結(jié)合譜以及分類(lèi)，還包括基因結(jié)合譜以及分類(lèi)，還包括基因 的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的信息的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的信息 TRRD 轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù) http:/www.bionet.nsc.ru/ trrd/celcyc/ 收集了關(guān)于真核基因整個(gè)調(diào)控區(qū)分收集了關(guān)于真核基因整個(gè)調(diào)控區(qū)分 級(jí)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)模式的信息級(jí)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)模式的信息 目目 錄錄 目目 錄錄 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是生物系統(tǒng)的重要生命活動(dòng)過(guò)程，機(jī)體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是生物系統(tǒng)的重要生命活動(dòng)過(guò)程，機(jī)體 通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中分子之間的相互識(shí)別、聯(lián)絡(luò)和相通過(guò)信號(hào)

46、轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中分子之間的相互識(shí)別、聯(lián)絡(luò)和相 互作用互作用, , 實(shí)現(xiàn)整體功能上的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。由于細(xì)胞內(nèi)各種實(shí)現(xiàn)整體功能上的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。由于細(xì)胞內(nèi)各種 信號(hào)通路之間存在著緊密的聯(lián)系和交叉調(diào)控信號(hào)通路之間存在著緊密的聯(lián)系和交叉調(diào)控, , 形成了非形成了非 常復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)研究的目的是常復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)研究的目的是 期望通過(guò)建立細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程的模型，找出參與此期望通過(guò)建立細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程的模型，找出參與此 過(guò)程的各個(gè)蛋白質(zhì)間的相互作用關(guān)系，闡明其在基因過(guò)程的各個(gè)蛋白質(zhì)間的相互作用關(guān)系，闡明其在基因 調(diào)控、疾病發(fā)生中的作用。調(diào)控、疾病發(fā)生中的作用。 生物信息學(xué)方法利用已知數(shù)

47、據(jù)和生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行生物信息學(xué)方法利用已知數(shù)據(jù)和生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行 通路推斷通路推斷, , 可以幫助闡釋信號(hào)分子作用機(jī)制可以幫助闡釋信號(hào)分子作用機(jī)制, , 輔助實(shí)驗(yàn)輔助實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì), , 節(jié)省大量的人力物力。有關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的網(wǎng)上節(jié)省大量的人力物力。有關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的網(wǎng)上 數(shù)據(jù)庫(kù)資源較多數(shù)據(jù)庫(kù)資源較多 。 （二）利用生物網(wǎng)絡(luò)研究信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（二）利用生物網(wǎng)絡(luò)研究信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 目目 錄錄 目目 錄錄 常用信號(hào)通路數(shù)據(jù)庫(kù)常用信號(hào)通路數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)址網(wǎng)址描述描述 Biocartahttp:/www. biocarta. com信號(hào)通路圖片及注釋數(shù)據(jù)庫(kù)信號(hào)通路圖片及注釋數(shù)據(jù)庫(kù) Reactomehttp:/

48、www. reactome. org 生物核心通路及反應(yīng)的挖掘知識(shí)庫(kù)生物核心通路及反應(yīng)的挖掘知識(shí)庫(kù) PIDhttp:/pid. nci. nih. gov 從其他數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入及文獻(xiàn)挖掘的人從其他數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入及文獻(xiàn)挖掘的人 信號(hào)通路數(shù)據(jù)庫(kù)信號(hào)通路數(shù)據(jù)庫(kù) STKEhttp:/stke. sciencemag. org 參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子及其相互作用參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子及其相互作用 關(guān)系的信息關(guān)系的信息 AfCShttp:/www. signaling- gateway. org 參與信號(hào)通路的蛋白質(zhì)相互作用和參與信號(hào)通路的蛋白質(zhì)相互作用和 信號(hào)通路圖信號(hào)通路圖 DOQCShttp:/doqcs. ncb

49、s. res. in 細(xì)胞信號(hào)通路的量化數(shù)據(jù)庫(kù)細(xì)胞信號(hào)通路的量化數(shù)據(jù)庫(kù), 提供提供 反應(yīng)參數(shù)及注釋信息反應(yīng)參數(shù)及注釋信息 SigPathhttp:/sigpath. org 提供細(xì)胞信號(hào)通路的量化信息提供細(xì)胞信號(hào)通路的量化信息 目目 錄錄 目目 錄錄 代謝網(wǎng)絡(luò)處于生物體的功能執(zhí)行階段，其結(jié)構(gòu)組代謝網(wǎng)絡(luò)處于生物體的功能執(zhí)行階段，其結(jié)構(gòu)組 成方式反映了生物體的功能構(gòu)成。代謝網(wǎng)絡(luò)把細(xì)胞內(nèi)成方式反映了生物體的功能構(gòu)成。代謝網(wǎng)絡(luò)把細(xì)胞內(nèi) 所有生化反應(yīng)表示為網(wǎng)絡(luò)形式，反映了代謝活動(dòng)中所所有生化反應(yīng)表示為網(wǎng)絡(luò)形式，反映了代謝活動(dòng)中所 有化合物及酶之間的相互作用。有化合物及酶之間的相互作用。 通過(guò)基因組注釋信

50、息可以識(shí)別出編碼催化生物體通過(guò)基因組注釋信息可以識(shí)別出編碼催化生物體 內(nèi)生化反應(yīng)的酶的基因內(nèi)生化反應(yīng)的酶的基因, ,結(jié)合相關(guān)的酶反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)就可結(jié)合相關(guān)的酶反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)就可 以預(yù)測(cè)物種特異的酶基因、酶以及酶催化反應(yīng)，由此以預(yù)測(cè)物種特異的酶基因、酶以及酶催化反應(yīng)，由此 產(chǎn)生了許多優(yōu)秀的代謝數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生了許多優(yōu)秀的代謝數(shù)據(jù)庫(kù), ,可以方便地檢索某一生可以方便地檢索某一生 物代謝網(wǎng)絡(luò)中的代謝反應(yīng)。物代謝網(wǎng)絡(luò)中的代謝反應(yīng)。 （三）利用生物網(wǎng)絡(luò)研究代謝途徑（三）利用生物網(wǎng)絡(luò)研究代謝途徑 目目 錄錄 目目 錄錄 常用代謝網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)常用代謝網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)址網(wǎng)址描述描述 KEGGhttp:/www.ge

51、nome.ad.jp/ke gg/ 包括了包括了700個(gè)以上物種的代謝、信號(hào)個(gè)以上物種的代謝、信號(hào) 轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因調(diào)控、細(xì)胞過(guò)程的通路轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因調(diào)控、細(xì)胞過(guò)程的通路 BioCyc/包括了包括了260個(gè)物種的代謝通路及基因個(gè)物種的代謝通路及基因 組數(shù)據(jù)組數(shù)據(jù) PUMA2/p uma2/ 存放了預(yù)先計(jì)算的超過(guò)存放了預(yù)先計(jì)算的超過(guò)200個(gè)物種的個(gè)物種的 代謝通路信息代謝通路信息 BioSilicohttp:/biosilico.kaist.ac.kr:80 17/biochemdb/index.jsp 整合信息的數(shù)

52、據(jù)庫(kù)，提供對(duì)多個(gè)代謝整合信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，提供對(duì)多個(gè)代謝 數(shù)據(jù)庫(kù)的訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪(fǎng)問(wèn) 目目 錄錄 目目 錄錄 （四）利用生物網(wǎng)絡(luò)研究蛋白質(zhì)相互作用（四）利用生物網(wǎng)絡(luò)研究蛋白質(zhì)相互作用 從某種程度上可以說(shuō)，細(xì)胞進(jìn)行的生命活動(dòng)，是從某種程度上可以說(shuō)，細(xì)胞進(jìn)行的生命活動(dòng)，是 蛋白質(zhì)在一定條件下相互作用的結(jié)果，若蛋白質(zhì)相互蛋白質(zhì)在一定條件下相互作用的結(jié)果，若蛋白質(zhì)相互 作用網(wǎng)絡(luò)被破壞或穩(wěn)定性丟失，會(huì)引起細(xì)胞的功能性作用網(wǎng)絡(luò)被破壞或穩(wěn)定性丟失，會(huì)引起細(xì)胞的功能性 障礙。闡明蛋白質(zhì)相互作用的完整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有助于障礙。闡明蛋白質(zhì)相互作用的完整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有助于 從系統(tǒng)的角度加深對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識(shí)。從系統(tǒng)的角度加

53、深對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識(shí)。 近年來(lái)各種預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)相互作用的計(jì)算方法被不近年來(lái)各種預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)相互作用的計(jì)算方法被不 斷提出，將這些方法與實(shí)驗(yàn)方法結(jié)合，挖掘出了蛋白斷提出，將這些方法與實(shí)驗(yàn)方法結(jié)合，挖掘出了蛋白 質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中更多的相互作用節(jié)點(diǎn)，目前已有多質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中更多的相互作用節(jié)點(diǎn)，目前已有多 個(gè)蛋白質(zhì)相互作用的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生，可用來(lái)研究蛋個(gè)蛋白質(zhì)相互作用的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生，可用來(lái)研究蛋 白質(zhì)相互作用的生物學(xué)過(guò)程白質(zhì)相互作用的生物學(xué)過(guò)程 。 目目 錄錄 目目 錄錄 常用蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)常用蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)址網(wǎng)址描述描述 BINDhttp:/www. bind. ca

54、 提供參與通路的分子的序列和相互作用信息提供參與通路的分子的序列和相互作用信息 DIPhttp:/dip.doe- 專(zhuān)門(mén)存放實(shí)驗(yàn)確定的蛋白質(zhì)之間相互作用的專(zhuān)門(mén)存放實(shí)驗(yàn)確定的蛋白質(zhì)之間相互作用的 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù),既包括經(jīng)典實(shí)驗(yàn)手段也包括高通量實(shí)驗(yàn)既包括經(jīng)典實(shí)驗(yàn)手段也包括高通量實(shí)驗(yàn) 手段確定的蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)手段確定的蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù) STRINGhttp:/string.embl.de存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)確定的和預(yù)測(cè)得到的蛋白質(zhì)相互作存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)確定的和預(yù)測(cè)得到的蛋白質(zhì)相互作 用數(shù)據(jù)，并對(duì)各種預(yù)測(cè)方法得到的結(jié)果的準(zhǔn)用數(shù)據(jù)，并對(duì)各種預(yù)測(cè)方法得到的結(jié)果的準(zhǔn) 確性給出了相應(yīng)的權(quán)重確性給出了相應(yīng)

55、的權(quán)重 MIPShttp:/mips.gsf.de包括酵母和哺乳動(dòng)物的包括酵母和哺乳動(dòng)物的PPI,可靠性很高可靠性很高,被作被作 為準(zhǔn)金標(biāo)準(zhǔn)使用為準(zhǔn)金標(biāo)準(zhǔn)使用 Yeast Interactome /rakesh/myindex.html 綜合多種來(lái)源的由酵母雙雜交技術(shù)確定的酵綜合多種來(lái)源的由酵母雙雜交技術(shù)確定的酵 母母PPI數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集, 利用基因表達(dá)信息、蛋白亞細(xì)利用基因表達(dá)信息、蛋白亞細(xì) 胞定位信息以及已知的各種知識(shí)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)胞定位信息以及已知的各種知識(shí)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn) 證形成高可信度的相互作用數(shù)據(jù)證形成高可信度的相互作用數(shù)據(jù) 目目 錄錄 目目 錄錄

56、 三、復(fù)雜疾病的生物信息學(xué)研究策略三、復(fù)雜疾病的生物信息學(xué)研究策略 包括信息提取、分析和建模包括信息提取、分析和建模 癌癥、糖尿病、高血壓等復(fù)雜疾病對(duì)人類(lèi)健康影響癌癥、糖尿病、高血壓等復(fù)雜疾病對(duì)人類(lèi)健康影響 巨大，這類(lèi)疾病的發(fā)病機(jī)制一般與多種遺傳或非遺傳因巨大，這類(lèi)疾病的發(fā)病機(jī)制一般與多種遺傳或非遺傳因 素，以及它們之間的相互作用有關(guān)，不能通過(guò)單基因、素，以及它們之間的相互作用有關(guān)，不能通過(guò)單基因、 單通路、單層次的變化解釋。單通路、單層次的變化解釋。 以系統(tǒng)的觀點(diǎn)解釋復(fù)雜疾病中遺傳與環(huán)境的關(guān)系、以系統(tǒng)的觀點(diǎn)解釋復(fù)雜疾病中遺傳與環(huán)境的關(guān)系、 描述復(fù)雜疾病中基因的特征、分析疾病基因型與表現(xiàn)型描述

57、復(fù)雜疾病中基因的特征、分析疾病基因型與表現(xiàn)型 之間的關(guān)系，已成為生物信息學(xué)研究復(fù)雜疾病的基本觀之間的關(guān)系，已成為生物信息學(xué)研究復(fù)雜疾病的基本觀 點(diǎn)，針對(duì)復(fù)雜疾病的研究模式，也開(kāi)始從傳統(tǒng)的點(diǎn)，針對(duì)復(fù)雜疾病的研究模式，也開(kāi)始從傳統(tǒng)的“序列序列 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)功能功能”向向“相互作用相互作用網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)功能功能”轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變。 目目 錄錄 目目 錄錄 疾病的基因組合及相互作用信息的提?。杭磳?duì)復(fù)雜疾病相關(guān)疾病的基因組合及相互作用信息的提取：即對(duì)復(fù)雜疾病相關(guān) 靶基因的識(shí)別，以及利用靶基因的識(shí)別，以及利用SNPsSNPs、基因、蛋白質(zhì)等不同類(lèi)型、基因、蛋白質(zhì)等不同類(lèi)型 的信息，構(gòu)建疾病驅(qū)使相關(guān)基因網(wǎng)絡(luò)。的信息，構(gòu)建疾

58、病驅(qū)使相關(guān)基因網(wǎng)絡(luò)。 生物信息分析及多層次信息的融合：即從不同層次對(duì)疾病的生物信息分析及多層次信息的融合：即從不同層次對(duì)疾病的 遺傳復(fù)雜性進(jìn)行分析，對(duì)不同遺傳網(wǎng)絡(luò)間的映射算法進(jìn)行研遺傳復(fù)雜性進(jìn)行分析，對(duì)不同遺傳網(wǎng)絡(luò)間的映射算法進(jìn)行研 究，進(jìn)而將究，進(jìn)而將SNPsSNPs、基因、蛋白質(zhì)等不同水平的信息進(jìn)行融、基因、蛋白質(zhì)等不同水平的信息進(jìn)行融 合。合。 分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)建模：即綜合生理病理相關(guān)的基因、分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)建模：即綜合生理病理相關(guān)的基因、SNPsSNPs、 基因表達(dá)狀況，蛋白質(zhì)功能狀態(tài)以及臨床治療等信息，以系基因表達(dá)狀況，蛋白質(zhì)功能狀態(tài)以及臨床治療等信息，以系 統(tǒng)的方法將不同的測(cè)量數(shù)據(jù)、各種因

59、素的辨識(shí)、各個(gè)層次上統(tǒng)的方法將不同的測(cè)量數(shù)據(jù)、各種因素的辨識(shí)、各個(gè)層次上 的相互作用關(guān)系進(jìn)行整合，建立數(shù)學(xué)模型，深入了解疾病過(guò)的相互作用關(guān)系進(jìn)行整合，建立數(shù)學(xué)模型，深入了解疾病過(guò) 程、揭示復(fù)雜疾病的發(fā)病機(jī)制。程、揭示復(fù)雜疾病的發(fā)病機(jī)制。 復(fù)雜疾病的基本研究策略復(fù)雜疾病的基本研究策略 目目 錄錄 目目 錄錄 第三節(jié)第三節(jié) 基因的生物學(xué)功能鑒定技術(shù)基因的生物學(xué)功能鑒定技術(shù) Methods for Identifying Biological Functions of Genes 目目 錄錄 目目 錄錄 目前在已知的目前在已知的2.52.5萬(wàn)萬(wàn)3 3萬(wàn)個(gè)人類(lèi)基因中，大約萬(wàn)個(gè)人類(lèi)基因中，大約70%70

60、%的基因我們還的基因我們還 不清楚它們的功能，有不清楚它們的功能，有90%90%的基因我們不知道它們?cè)隗w內(nèi)的確切的基因我們不知道它們?cè)隗w內(nèi)的確切 生理作用，因此，利用各種技術(shù)手段研究基因組中功能未知基生理作用，因此，利用各種技術(shù)手段研究基因組中功能未知基 因的作用，將是因的作用，將是“后基因組時(shí)代后基因組時(shí)代”功能基因組學(xué)研究的主要內(nèi)功能基因組學(xué)研究的主要內(nèi) 容。容。 生物信息學(xué)利用已知數(shù)據(jù)和生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理推斷生物信息學(xué)利用已知數(shù)據(jù)和生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理推斷, , 可以節(jié)省可以節(jié)省 大量的人力物力，但基因功能的鑒定最終仍需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)大量的人力物力，但基因功能的鑒定最終仍需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)