微生物基因組

微生物基因組學(xué)學(xué)目錄一基因組和基因組學(xué)的定義二基因組學(xué)發(fā)展的歷史三微生物基因組研究概況四微生物基因組的特點(diǎn)五微生物基因組計(jì)劃概況六微生物基因組研究的意義七微生物基因組研究進(jìn)展

一基因組和基因組學(xué)的定義基因組學(xué)(genomics)來(lái)源于“genome”這個(gè)詞,是一門對(duì)生命有機(jī)體全基因組序列進(jìn)行分析、比較和注釋的新興學(xué)科?；蚪M（genome）序列為我們提供了有機(jī)體的最基本信息，序列中的基因和調(diào)控位點(diǎn)就是該有機(jī)體的“零部件”和“運(yùn)行指令”，同時(shí)它還提供該有機(jī)體進(jìn)化方面的線索，序列就自然而然地成為研究諸多新物種的出發(fā)點(diǎn)?；蚪M學(xué)是二十世紀(jì)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)飛躍發(fā)展中最激動(dòng)人心的成果之一，并將為二十一世紀(jì)的醫(yī)學(xué)和生物學(xué)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二基因組學(xué)發(fā)展的歷史

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出

Sanger雙脫氧末端終止法測(cè)序和DNA自動(dòng)測(cè)序儀的發(fā)明PCR技術(shù)生物信息學(xué)軟硬件設(shè)施的發(fā)展理論上的三大發(fā)現(xiàn)：（1）DNA是遺傳物質(zhì)（2）DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)（3）遺傳信息的傳遞方式技術(shù)上的三大發(fā)明：（1）限制性核酸內(nèi)切酶（2）載體技術(shù)（3）逆轉(zhuǎn)錄酶

三微生物基因組研究概況微生物基因組重要紀(jì)事年限 事件1994年

美國(guó)DOE啟動(dòng)MGP1995年

《Science》發(fā)表了第一株細(xì)菌-流感嗜血桿菌全基因組1995年

發(fā)表了集胞藻菌株P(guān)CC6803的測(cè)序和注釋1996年

《

Science》發(fā)表了第一個(gè)完成的古細(xì)菌-詹氏甲烷球菌全基因組序列1996年

酵母基因組序列發(fā)表1997年

大腸桿菌K-12基因組序列發(fā)表研究現(xiàn)況及內(nèi)容四微生物基因組的特點(diǎn)五微生物基因組計(jì)劃概況1微生物基因組對(duì)人類基因組的影響微生物基因組相對(duì)較小，易于操作，它的研究比人類基因組計(jì)劃先行一步，起到了“開路先鋒”的作用微生物基因組學(xué)所取得的理論和技術(shù)進(jìn)展，為人類基因組計(jì)劃提供了及有益的借鑒微生物基因組計(jì)劃的發(fā)展，可以為研究人類未知基因的功能提供寶貴的線索一些模式生物，如大腸桿菌和釀酒酵母菌，本身就是人類基因組計(jì)劃的研究?jī)?nèi)容人類基因組計(jì)劃的強(qiáng)大資金投入和在人類基因組計(jì)劃中發(fā)展和完善起來(lái)的生物信息學(xué)技術(shù)又極大地促進(jìn)了微生物計(jì)劃的飛速發(fā)展由于微生物種類的多樣性，可以估計(jì)，人類在微生物基因組的總測(cè)序量將會(huì)超過(guò)人類基因組計(jì)劃2微生物基因組計(jì)劃（MGP)1994年:美國(guó)DOE(Departmentofenergy)啟動(dòng)MGP;MGP是對(duì)人類基因計(jì)劃的延續(xù)，該計(jì)劃主要是對(duì)環(huán)境或能源相關(guān)，系統(tǒng)發(fā)生學(xué)相關(guān)，或具有潛在商業(yè)應(yīng)用性的微生物基因組進(jìn)行完全測(cè)序，目的是為了更好的了解地球上的微生物資源。截至2003年4月，MGP已完成約100株微生物基因組的測(cè)序。它的研究計(jì)劃還包括和應(yīng)用微生物學(xué)相關(guān)的生物技術(shù)，如纖維素降解，碳吸收等等。3測(cè)序微生物的類別幾乎所有類別的病毒模式微生物極端環(huán)境微生物病原原核生物環(huán)境降解微生物4微生物測(cè)序及分析流程圖六微生物基因組研究的意義1基因組研究在醫(yī)學(xué)的應(yīng)用2基因組研究的生物技術(shù)應(yīng)用3環(huán)境微生物基因組學(xué)的生態(tài)學(xué)管理4生物質(zhì)能源與微生物和微生物基因組

1基因組研究在醫(yī)學(xué)的應(yīng)(1)致病相關(guān)基因的鑒定

致病物質(zhì)多為病原體細(xì)胞壁成分、表面蛋白和一些分泌性蛋白質(zhì),因此可以用PHD預(yù)測(cè)基因組的跨膜蛋白，SIGNALP預(yù)測(cè)分泌性蛋白質(zhì)。

致病相關(guān)基因的預(yù)測(cè)：功能相同的蛋白質(zhì)往往相鄰并受共同的調(diào)控序列調(diào)控，同一菌種的致病菌株與非致病菌株的基因組進(jìn)行比較。（2）設(shè)計(jì)特異的實(shí)驗(yàn)診斷方法實(shí)驗(yàn)技術(shù)PCR雜交技術(shù)應(yīng)用鑒定病原種類進(jìn)行臨床診斷病原分型的流行病學(xué)研究預(yù)測(cè)疾病進(jìn)展及臨床療效（3）疫苗的研究通過(guò)全基因組序列的同源性比較，尋找致病菌的屬特異、群特異、種特異、型特異、甚至亞型特異的抗原Pizza等和Tettelin等對(duì)血清型B腦膜炎奈瑟菌近350種抗原的研究Wizemann等對(duì)肺炎鏈球菌的基因組的抗原性蛋白研究（4）新型抗生素的開發(fā)基因組學(xué)不但可以鑒定、確證靶位,開發(fā)高通量藥物篩選系統(tǒng),而且對(duì)于藥物開發(fā)其他階段如先導(dǎo)物優(yōu)化、毒性研究、臨床研究等都有重要作用。2基因組研究的生物技術(shù)應(yīng)用（1）生物降解作用抵御放射性物質(zhì)降解單體或復(fù)合植物聚合物，如木聚糖和纖維素降解四氯乙烯降解多種毒性有機(jī)廢料，包括多種芳香族化合物（2）酶工業(yè)耐熱耐熱耐寒耐鹽，降解塑料降解塑料（2）食品生物技術(shù)基因組學(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)

隨著人類基因組測(cè)序工作的完成以及相應(yīng)的功能基因組學(xué)研究手段的建立，使今天的營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究可以更全面、更深入地集中在飲食與基因相互作用這一重要基礎(chǔ)課題上，并誕生了一門新興學(xué)科——營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)(Nutrigenomics)?；蚪M學(xué)在食品工