微生物的调控和代谢网络

（阻抑或激活）。 典型的重构调控网络方法产生了有向图、Boolean网络及其概率模
型。为了研究这些模型的系统性，可以用多种方法进行查询，包 括通用的非生物学网络分析和行列法。另外，调控网络模型可以 和包括代谢网络在内的其它网络类型相整合。这些整合的模型可 以模拟代谢和调控网络的组合形态，并预测调控干扰在代谢网络 中所产生的效应。这些预测可以通过基因转录组学、蛋白质组学、 代谢组学和fluxomic技术同时测量调控和代谢反应得以验证。
随着调控和代谢网络结构和功能的全基因 组数据获得方法的改进，这些网络类型的复 合功能预测整合模型已经产生。这些模型将 可能通过有利的途径得到扩展，从而更有效 地对全局调控网络以及这些网络和细胞代谢 间的相互作用进行工程改造。
最近，代谢网络重构的研究已经扩展到对 高等生物，甚至人类代谢网络的重构。
转录调控网络基因定位的实验方法
High-density whole-genome tiling arrays
wk.baidu.com 表达谱
通过构建处于某一特定状态下的细胞或组织的非偏 性cDNA文库，大规模cDNA测序，收集cDNA序列片段、定 性高、密定度量、分全析基其因mR组NA嵌群合体芯组片成的，发从展而使描表绘达该谱特比定c细DN胞A或或 组短织链在寡特核定苷状酸态微下阵的列基芯因片表有达更种高类的和空丰间度分信辨息率，。这嵌样合编 制芯成片的可数以据鉴表别就复称合为转基录因物表的达结谱构。以及会被传统表达谱
调控网络的重构和分析
调控网络重构过程开始于对原始数据的分析，以估计DNA结合蛋白 在基因组的位置或者干扰导致的单个基因定量表达的改变等。
在表达谱、ChIP-chip、体外结合、启动子序列数据结合的基础上，
C许hI多P-自ch上i而p和下表的达调控谱网研络究重的构根方本法建目立的起在来于。通例过如整：一合种多方种法实可 验以因数缺同据失时类菌进株型行的一对表种调达D控N谱A网结，合络以蛋结确白构定的这进C种行hIDP重N-Ac结建hi合。p和蛋编白码的这靶种标蛋和白调质控的方式基
内容
代谢网络重构的研究进展 转录调控网络基因定位的实验方法 调控网络的重构和分析 代谢和转录调控网络的工程学
代谢网络重构的研究进展
基因组规模的代谢网络可以容易地被重构。 基因组规模代谢网络的主要应用包括适应 进化演变的预测，新的代谢机能的鉴定和 生化药剂工业生产的微生物菌株的设计。
代谢和转录调控网络的工程学
工程学研究通常集中于处理某些已知关键的基因或者路径，从而 达到预期的目标。然而，这种针对性的方法不能排除一些可能性， 即其它基因的干扰也可能促使预期目标的实现。因此，最理想的 工程改造可能要求对那些不明显的、可以直接实现预期目标的基 因元件进行修饰。
最近对酵母和大肠杆菌的研究表明对特殊代谢路径没有直接作用 的通用转录调节子有望成为提高代谢产物或其它有用细胞表型的 工程目标。Alper等人通过建造并筛选含有在Spt15（普通转录因 子TFIID的一个元件）上突变的酿酒酵母基因库，得到高乙醇耐受 性和产量的酿酒酵母。而Spt15对这个过程没有直接的、明显的作 用。Herring等人发现五分之三的大肠杆菌以甘油为唯一碳源时得 到有效生长并产生多种突变，包括RNAP亚基rpoB和rpoC中的一个 突变。定点突变显示这些聚合酶突变极大地促进了甘油的利用， 但是并没有显示对这个过程有直接作用。
技术漏掉的少而短的转录物如小RNAs. 基因表达谱是通过检测细胞内各种mRNA含量来了解
各种基因在细胞内的表达情况。通过比较不同环境下细 胞的基因表达谱，可以发现某种或某些基因在转录调控 网络的作用及基因表达水平间的相关性，为转录调控网 络的数据驱动重构提供有用信息。
染色质免疫共沉淀芯片（ChIP-chip）
微生物的调控和代谢网络
王珍 10708047
介绍
转录调控和代谢网络的重构是微生物系统和合成生 物学的基础。细胞内代谢和调控网络可用注释基因序列 和DNA结合调节蛋白基因位点等大量数据进行界定。尤其 是微生物细胞内调控网络基因定位实验方法的发展提供 了可靠的数据驱动这些网络重构。代谢工程和微生物实 验的最新工作进展突出了全局调控网络控制特殊代谢途 径的关键作用，并且要求考虑多种类型网络的整体功能 以达到科学和工程学目的。
基因表达谱不能辨别调节蛋白及其次级效应的靶标之间 的直接相互作用，而ChIP-chip则可以直接鉴别调节蛋 高白密结度合、的全基基因因靶组点嵌。合芯片的发展也增强了ChIP-chip研 究的分辨率和数据质量。先前的ChIP-chip技术只能对那 些被转录因子和其它DNA结合蛋白束缚的DNA元件进行粗 略的定位，而高密度嵌合芯片可以在基因组水平上对启 动子区和转录起始位点进行更精确的识别。