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为什么要研究代谢组 | 代谢组专题


近期小编将为大家讲解代谢组学相关知识,包括代谢组学简介,代谢组学分类和应用,代谢组学的实验流程及数据分析,代谢组学的技术手段,代谢组学实验如何来设计,代谢组学样本采集指南,高分代谢组文章解析等,每天只需5分钟,轻松学习代谢组学相关知识~

话不多说,进入今天的专题——代谢组学简介及代谢组学分类和应用


什么是代谢组学


 

基因组学反映了什么是可以发生的,转录组学反映的是将要发生的,蛋白质组学指出了赖以发生的,只有代谢组学才真正反映业已发生的。

代谢组学(Metabonomics)是系统生物学或称为贯穿组学(Trans-omics)的重要组成部分,是继基因组学、转录组学、蛋白质组学后出现的以定量描述生物体内代谢物变化为目标的新兴“组学”(见图1)。

 

图1 从基因组到代谢组

代谢物的作用不可忽视。细胞内的生命活动由众多基因、蛋白质、以及小分子代谢物共同承担,而上游的(核酸、蛋白质等)大分子的功能性变化最终会体现于代谢层面,如神经递质的变化、激素调控、受体作用效应、细胞信号释放、能量传递和细胞间通讯等。因此,代谢组处于基因调控网络和蛋白质作用网络的下游,提供的是生物学的终端信息。同时,代谢物与上游基因、蛋白进行相互作用以反馈上游的生命活动网络,以完成机体所赋予的各项功能活动(见图2)。

 

图2 代谢组与基因组、转录组、蛋白质组相互作用

代谢组学是对生物体在某一特定时期(如:病理生理刺激、不同发育状态等),体内所有代谢物进行定性与定量分析。其研究对象大多是相对分子质量小于1000 Da的内源性小分子,包括:胆固醇、脂类、氨基酸、碳水化合物、有机酸等(见图3)。代谢物在不同物种中,数量各异,一般动物约有2500种、微生物约有1500种,植物约有20万种。

 

图3 代谢物及其代谢通路

同基因组、转录组学和蛋白组学比较,代谢组学还具有以下特点:

代谢组学分类和应用


根据实验目的及所检测代谢物的不同,将代谢组学主要分为非靶向代谢组学(也称全谱代谢组学)与靶向代谢组学。非靶向代谢组学旨在描述细胞、体液或组织样本中全部代谢物,通过尽可能多地检测代谢物来比较不同样本,适用于潜在标志物的筛查;靶向代谢组学则定量测定某特定代谢物或某条感兴趣的代谢通路,通路中均为已知代谢物,根据己知代谢物选择特定检测方法及标准品,适用于验证筛选出的潜在标志物及回答特定生化问题(见图4)。

 

图4 非靶向代谢组与靶向代谢组的实验流程

目前代谢组学研究的热点领域包括:1)疾病诊断与防治,2)疾病机制研究,3)新药筛选和开发,4)药物作用机制的研究,5)药物毒性评价,6)动植物代谢组学研究,7)微生物代谢组学研究。


今天的内容分享完啦,大家记得收藏好慢慢学习哦~


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