转录组学 ppt课件
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基因表达水平是以计算mRNA拷贝数为基础，是一个 数字表达系统。只要将病理和对照样品分别进行测定，即 可进行严格的统计检验，能测定表达水平较低、差异较小 的基因，而且不必预先知道基因的序列。
四、研究技术
（一）构建cDNA文库并测序 （二）基因表达序列分析技术 Serial analysis
of gene expression (SAGE) （三）利用DNA chip 可以比较不同的转录
Klenow label incorporation
Sample B labelled with cy3 dye
Hybridization
Washing
“Overlay images”
Scan cy5 channel Scan cy3 channel
（二）焦磷酸测序
• 焦磷酸测序
酸测序运用较为广泛。Gilbert 等［10］运用GSFLX 焦磷酸测序技术对一个随机获取的复杂海洋 微生物群落的全部mRNA 进行分析并挖掘出一些 新的高表达序列基因。 在宏转录组学的研究中，焦磷酸测序运用较为广 泛。Gilbert 等［10］运用GS-FLX 焦磷酸测序技术 对一个随机获取的复杂海洋微生物群落的全部 mRNA 进行分析并挖掘出一些新的高表达序列基 因。
• 3、在代谢研究中的应用
Weckx 等提取4 个经自然连续发酵10 d 的小麦 样品（D12W、D13W、D12S 和D13S）乳酸 菌总RNA，并运用乳酸菌功能基因微阵列芯 片技术进行宏转录组学研究。，研究发现4 个样品不同发酵时间基因转录水平所产生 的具功能的编码序列存有差异，对于进一 步研究乳酸菌生理代谢等活动具有重要意 义。
组 （四）大规Hale Waihona Puke Baidu平行信号测序系统
MPSS(massively parallel signature sequencing,MPSS)。
五、特点
• 转录组的特点：受到内外多种因素的 调节，因而是动态可变的。能够揭示 不同物种、不同个体、不同细胞、不 同发育阶段及不同生理病理状态下的 基因差异表达信息。
二、生产背景
• 首先提出转录组是指特定细胞在某一功能 状态下全部表达的基因总和，代表了 每一 个基因的身份和表达水平同一细胞在不同 的生长时期及生长环境下，基因表达情况 是不完全相同的，具有特定的空间。能够 提供全部 基因的表达调节系统和蛋白质的 功能相互作用的信息转录组学研究作为一 种整体的方法，改变了单个基因的研究模 式，将基因组学研究带入了高速发展的时 代
• 4、在土壤、海洋生态环境中的应 用目前宏转录组学研究大部分仍集 中在对海洋与土壤生态环境群落微 生物宏转录组的研究中，表1归纳 了部分海洋与土壤微生物宏转录组 的研究概况。
七、展望
• 转录组学可以直接反应实时环境表达 信息，这种研究不仅为微生物资源的 开发和利用提供宝贵的信息，而且也 为未培养微生物的研究提供了新的思 路，具有巨大的生物学意义。随着科 学技术的不断发展，转录组学将在微 生物群落中发挥越来越重要的作用。
六、应用
• 1、共生体系中的应用 焦磷酸测序技术对沿海双壳软颚芒哈 与其体内的硫杆共生菌总RNA 约160 万 个序列（500 Mbp）进行测序
• 2、肠道微生物研究中的应用
Gosalbes 等［19］运用454 技术对10 位健康人 的肠道微生物群落cDNA 进行测序，通过16S rRNA分析微生物群落的结构和组成，发现 厚壁菌门占48 生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2012年第12期49.18％，拟杆菌门占 31.42％，变形菌门占3.66％，放线菌门占0.4 ％。宏转录组技术在挖掘新功能基因、新 活性酶上的能力远远高于宏基因组技术。
三、研究方法
–微阵列（microarray） –SAGE –MPSS
（一）微阵列是大规模基因组表达 谱研究的主要技术
• 大规模表达谱或全景式表达谱（global expression profile）： 是生物体（组织、细胞）在某一状态下基因表达的整体状 况。
• 微阵列或基因芯片（DNA chip）:利用光导化学合成、照相 平板印刷以及固相表面化学合成等技术，在固相表面合成 成千上万个寡核苷酸探针，并与放射性同位素或荧光物标 记的来自不同细胞、组织或整个器官的DNA或mRNA反转 录生成的第一链cDNA进行杂交，然后用特殊的检测系统 对每个杂交点进行定量分析。
转录组学
转录组学
生物技术一班 2
一、转录组学的概念
转录组学的概念 • 转录组学（transcriptomics），是一门在
整体水平上研究细胞中基因转录的情 况及转录调控规律的学科。简而言之 ，转录组学是从RNA水平研究基因表 达的情况。是在整体水平上研究细胞 基因转录情况及转录调控规律的科学 。
Experimental overview:
Cell population A
Cell population B
AA B B
RNA extraction
Quantify pixel intensities.
AA BB
Reverse transcription
Sample A labelled with cy5 dye
（三）MPSS是以基因测序为基础的 基因表达谱分析新技术
• MPSS的原理：一个含有能够特异识别转录子的信息标签 序列（10～20 bp）与长的连续分子连接在一起，测出 mRNA的一端包含一个10至20个碱基的标签序列。每一标 签序列在样品中的频率（拷贝数）代表了与该标签序列相 应的基因表达水平。
四、研究技术
（一）构建cDNA文库并测序 （二）基因表达序列分析技术 Serial analysis
of gene expression (SAGE) （三）利用DNA chip 可以比较不同的转录
Klenow label incorporation
Sample B labelled with cy3 dye
Hybridization
Washing
“Overlay images”
Scan cy5 channel Scan cy3 channel
（二）焦磷酸测序
• 焦磷酸测序
酸测序运用较为广泛。Gilbert 等［10］运用GSFLX 焦磷酸测序技术对一个随机获取的复杂海洋 微生物群落的全部mRNA 进行分析并挖掘出一些 新的高表达序列基因。 在宏转录组学的研究中，焦磷酸测序运用较为广 泛。Gilbert 等［10］运用GS-FLX 焦磷酸测序技术 对一个随机获取的复杂海洋微生物群落的全部 mRNA 进行分析并挖掘出一些新的高表达序列基 因。
• 3、在代谢研究中的应用
Weckx 等提取4 个经自然连续发酵10 d 的小麦 样品（D12W、D13W、D12S 和D13S）乳酸 菌总RNA，并运用乳酸菌功能基因微阵列芯 片技术进行宏转录组学研究。，研究发现4 个样品不同发酵时间基因转录水平所产生 的具功能的编码序列存有差异，对于进一 步研究乳酸菌生理代谢等活动具有重要意 义。
组 （四）大规Hale Waihona Puke Baidu平行信号测序系统
MPSS(massively parallel signature sequencing,MPSS)。
五、特点
• 转录组的特点：受到内外多种因素的 调节，因而是动态可变的。能够揭示 不同物种、不同个体、不同细胞、不 同发育阶段及不同生理病理状态下的 基因差异表达信息。
二、生产背景
• 首先提出转录组是指特定细胞在某一功能 状态下全部表达的基因总和，代表了 每一 个基因的身份和表达水平同一细胞在不同 的生长时期及生长环境下，基因表达情况 是不完全相同的，具有特定的空间。能够 提供全部 基因的表达调节系统和蛋白质的 功能相互作用的信息转录组学研究作为一 种整体的方法，改变了单个基因的研究模 式，将基因组学研究带入了高速发展的时 代
• 4、在土壤、海洋生态环境中的应 用目前宏转录组学研究大部分仍集 中在对海洋与土壤生态环境群落微 生物宏转录组的研究中，表1归纳 了部分海洋与土壤微生物宏转录组 的研究概况。
七、展望
• 转录组学可以直接反应实时环境表达 信息，这种研究不仅为微生物资源的 开发和利用提供宝贵的信息，而且也 为未培养微生物的研究提供了新的思 路，具有巨大的生物学意义。随着科 学技术的不断发展，转录组学将在微 生物群落中发挥越来越重要的作用。
六、应用
• 1、共生体系中的应用 焦磷酸测序技术对沿海双壳软颚芒哈 与其体内的硫杆共生菌总RNA 约160 万 个序列（500 Mbp）进行测序
• 2、肠道微生物研究中的应用
Gosalbes 等［19］运用454 技术对10 位健康人 的肠道微生物群落cDNA 进行测序，通过16S rRNA分析微生物群落的结构和组成，发现 厚壁菌门占48 生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2012年第12期49.18％，拟杆菌门占 31.42％，变形菌门占3.66％，放线菌门占0.4 ％。宏转录组技术在挖掘新功能基因、新 活性酶上的能力远远高于宏基因组技术。
三、研究方法
–微阵列（microarray） –SAGE –MPSS
（一）微阵列是大规模基因组表达 谱研究的主要技术
• 大规模表达谱或全景式表达谱（global expression profile）： 是生物体（组织、细胞）在某一状态下基因表达的整体状 况。
• 微阵列或基因芯片（DNA chip）:利用光导化学合成、照相 平板印刷以及固相表面化学合成等技术，在固相表面合成 成千上万个寡核苷酸探针，并与放射性同位素或荧光物标 记的来自不同细胞、组织或整个器官的DNA或mRNA反转 录生成的第一链cDNA进行杂交，然后用特殊的检测系统 对每个杂交点进行定量分析。
转录组学
转录组学
生物技术一班 2
一、转录组学的概念
转录组学的概念 • 转录组学（transcriptomics），是一门在
整体水平上研究细胞中基因转录的情 况及转录调控规律的学科。简而言之 ，转录组学是从RNA水平研究基因表 达的情况。是在整体水平上研究细胞 基因转录情况及转录调控规律的科学 。
Experimental overview:
Cell population A
Cell population B
AA B B
RNA extraction
Quantify pixel intensities.
AA BB
Reverse transcription
Sample A labelled with cy5 dye
（三）MPSS是以基因测序为基础的 基因表达谱分析新技术
• MPSS的原理：一个含有能够特异识别转录子的信息标签 序列（10～20 bp）与长的连续分子连接在一起，测出 mRNA的一端包含一个10至20个碱基的标签序列。每一标 签序列在样品中的频率（拷贝数）代表了与该标签序列相 应的基因表达水平。