營養(yǎng)基因組學(xué)

內(nèi)容概要

　　營養(yǎng)組學(xué)是后基因組時代營養(yǎng)食品科學(xué)與組學(xué)交叉形成的一個新的分支學(xué)科，包括營養(yǎng)基因組學(xué)、營養(yǎng)轉(zhuǎn)錄組學(xué)、營養(yǎng)蛋白質(zhì)組學(xué)、營養(yǎng)代謝組學(xué)、營養(yǎng)系統(tǒng)生物學(xué)等，主要從分子水平和人群水平研究膳食營養(yǎng)與基因的交互作用及其對人類健康的影響，進而建立基于個體基因組結(jié)構(gòu)特征的膳食干預(yù)方法和營養(yǎng)保健措施，實現(xiàn)個體化營養(yǎng)。蔣與剛、高志賢主編的《營養(yǎng)基因組學(xué)》在闡述組學(xué)技術(shù)原理與方法的基礎(chǔ)上，重點介紹組學(xué)技術(shù)在營養(yǎng)科學(xué)、食品科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的最新進展，旨在幫助讀者了解營養(yǎng)組學(xué)的研究背景、研究思路、基本方法和最新成果?！　　稜I養(yǎng)基因組學(xué)》可供營養(yǎng)學(xué)、食品衛(wèi)生學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、生物技術(shù)等學(xué)科的科研工作者、研究生及醫(yī)學(xué)院校有關(guān)專業(yè)的教師和高年級學(xué)生參考，對于綜合性院校、農(nóng)業(yè)院校相關(guān)專業(yè)的人員及科研管理、企業(yè)研發(fā)部門的人員也有參考價值。

書籍目錄

第一章 營養(yǎng)基因組學(xué)概論 第一節(jié) 功能基因組學(xué)技術(shù)概述 第二節(jié) 營養(yǎng)基因組學(xué)研究概況 第二章 基因組學(xué)技術(shù) 第一節(jié) 概述 第二節(jié) DNA多態(tài)性分析技術(shù) 第三節(jié) 基因表達的差異顯示技術(shù) 第四節(jié) 基因敲除和RNAi技術(shù) 第五節(jié) 基因芯片技術(shù) 第六節(jié) 懸浮基因芯片技術(shù) 第三章 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù) 第一節(jié) 基于雙向電泳分離的蛋白質(zhì)組技術(shù) 第二節(jié) 基于二維液相色譜分離的蛋白質(zhì)組技術(shù) 第三節(jié) 蛋白芯片技術(shù) 第四節(jié) 懸浮蛋白芯片技術(shù) 第五節(jié) 蛋白質(zhì)組技術(shù)的發(fā)展與未來 第四章 代謝組學(xué)技術(shù) 第一節(jié) 代謝組學(xué)的發(fā)展歷程 第二節(jié) 代謝組學(xué)的研究對象及方法 第三節(jié) 代謝組學(xué)數(shù)據(jù)的處理和分析 第四節(jié) 代謝組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用 第五節(jié) 代謝組學(xué)研究的問題與展望_ 第五章 生物信息學(xué)技術(shù) 第一節(jié) 生物信息學(xué)的興起與基本概念 第二節(jié) 生物信息學(xué)的研究內(nèi)容與方法 第三節(jié) 生物信息學(xué)技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用 第四節(jié) 生物信息學(xué)研究展望 第六章 基因組學(xué)技術(shù)在營養(yǎng)學(xué)研究中的應(yīng)用 第一節(jié) 基因組學(xué)技術(shù)在營養(yǎng)素功能研究中的應(yīng)用 第二節(jié) 基因組學(xué)技術(shù)在營養(yǎng)與疾病研究中的應(yīng)用 第三節(jié) mRNA差異顯示技術(shù)在營養(yǎng)學(xué)研究中的應(yīng)用 第四節(jié) 基因多態(tài)性分析技術(shù)在營養(yǎng)學(xué)研究中的應(yīng)用 第五節(jié) 基因芯片技術(shù)在營養(yǎng)學(xué)研究中的應(yīng)用 第六節(jié) 研究實例 第七章 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在營養(yǎng)學(xué)研究中的應(yīng)用 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在基礎(chǔ)營養(yǎng)研究中的應(yīng)用 第三節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在營養(yǎng)與疾病研究中的應(yīng)用 第四節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在植物化學(xué)物質(zhì)功能研究中的應(yīng)用 第五節(jié) 營養(yǎng)蛋白質(zhì)組學(xué)研究展望 第六節(jié) 研究實例 第八章 代謝組學(xué)技術(shù)在營養(yǎng)學(xué)研究中的應(yīng)用 第一節(jié) 代謝組學(xué)技術(shù)在基礎(chǔ)營養(yǎng)研究中的應(yīng)用 第二節(jié) 代謝組學(xué)技術(shù)在營養(yǎng)與疾病研究中的應(yīng)用 第三節(jié) 代謝組學(xué)技術(shù)在其他營養(yǎng)相關(guān)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用 第四節(jié) 營養(yǎng)代謝組學(xué)研究展望 第五節(jié) 研究實例 第九章 基因組學(xué)技術(shù)在食品科學(xué)研究中的應(yīng)用 第一節(jié) 基因組學(xué)技術(shù)在食品安全研究中的應(yīng)用 第二節(jié) DNA芯片技術(shù)在食品安全研究中的應(yīng)用 第三節(jié) 研究實例 第十章 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在食品科學(xué)研究中的應(yīng)用 第一節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在食品科學(xué)研究中的應(yīng)用 第二節(jié) 蛋白芯片技術(shù)在食品安全研究中的應(yīng)用 第三節(jié) 研究實例 第十一章 代謝組學(xué)技術(shù)在食品安全研究中的應(yīng)用 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 代謝組學(xué)技術(shù)在動物源性食品獸藥殘留研究中的應(yīng)用 第三節(jié) 研究實例 第十二章 營養(yǎng)基因組學(xué)研究展望 第一節(jié) 營養(yǎng)基因組學(xué)研究面臨的挑戰(zhàn)與機遇 第二節(jié) 營養(yǎng)基因組學(xué)與個體化營養(yǎng) 第三節(jié) 營養(yǎng)系統(tǒng)生物學(xué)研究的目的與策略 第四節(jié) 營養(yǎng)基因組學(xué)研究展望 附錄一 組學(xué)常用詞匯表 附錄二 組學(xué)常見縮略詞表 附錄三 組學(xué)網(wǎng)址薈萃 附錄四 營養(yǎng)組學(xué)重要國際組織、會議、期刊 彩圖

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   相對于DNA或蛋白質(zhì)等生物高分子而言，代謝組學(xué)的研究對象一般為分子質(zhì)量在1000Da以下的小分子。不同于基因和蛋白質(zhì)具有相對嚴(yán)格的種屬和細胞特異性，同一代謝物在任何其存在的物種中都具有相同的理化性質(zhì)。即便如此，代謝物的功能卻并不限于代謝途徑中某種酶的底物或產(chǎn)物，它們具有結(jié)構(gòu)單元、能量的載體和儲存體、信號分子、神經(jīng)遞質(zhì)、轉(zhuǎn)錄和翻譯的調(diào)控因子、輔酶、分子伴侶、腸道因子和誘變劑等諸多功效，在生命活動中以代謝網(wǎng)絡(luò)的形式相互作用，參與生命活動的各個過程。代謝網(wǎng)絡(luò)處于基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)和蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)的下游，因此，代謝組學(xué)研究能反映基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組受內(nèi)外環(huán)境影響后相互作用的最終結(jié)果，更接近于反映細胞或生物的表型。 代謝組學(xué)已成為繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)后的一個重要的組學(xué)平臺，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、動植物學(xué)、微生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、營養(yǎng)學(xué)等多個研究領(lǐng)域。國際上代謝組學(xué)的研究萌芽于20世紀(jì)80年代，于90年代末期得到迅猛發(fā)展，以磁共振和色譜質(zhì)譜為核心技術(shù)，逐漸得到廣泛應(yīng)用。英國帝國理工大學(xué)和輝瑞等六大制藥公司在COMET計劃中率先采用代謝組學(xué)方法來評價藥物的毒性，并取得了極大的成功；美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）已嘗試將代謝組學(xué)技術(shù)作為藥物安全評價的一種方法。 代謝組學(xué)研究一般包括樣品采集和制備、代謝組學(xué)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理、多變量數(shù)據(jù)分析、標(biāo)志物識別和途徑分析等步驟。生物樣品可以是尿液、血液、組織、細胞和培養(yǎng)液等，采集后首先進行生物反應(yīng)滅活、預(yù)處理，然后運用磁共振、質(zhì)譜或色譜等技術(shù)檢測其中代謝物的種類、含量、狀態(tài)及其變化，得到代謝輪廓或代謝指紋。而后使用多變量數(shù)據(jù)分析法對獲得的多維復(fù)雜數(shù)據(jù)進行降維和信息挖掘，識別出有顯著變化的代謝標(biāo)志物，并研究所涉及的代謝途徑和變化規(guī)律，以闡明生物體對相應(yīng)刺激的響應(yīng)機制，達到分型和發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)志物的目的。 代謝組學(xué)通過考察生物體系受刺激或擾動前后代謝產(chǎn)物圖譜及其動態(tài)變化，研究生物體系的代謝網(wǎng)絡(luò)。與轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)比較，代謝組學(xué)具有以下優(yōu)點：①基因和蛋白表達的微小變化會在代謝物水平得到放大；②代謝組學(xué)的研究不需進行全基因組測序或建立表達序列標(biāo)簽（EST）數(shù)據(jù)庫；③代謝物的種類遠少于基因和蛋白的數(shù)目；④生物體液的代謝物分析可反映機體系統(tǒng)的生理和病理狀態(tài)。通過代謝組學(xué)研究，既可以發(fā)現(xiàn)生物體在受到各種內(nèi)外環(huán)境擾動后的不同應(yīng)答，也可以區(qū)分同種不同個體之間的表型差異。 代謝組學(xué)技術(shù)的核心部分是代謝產(chǎn)物的檢測、分析與鑒定，所涉及的主要技術(shù)手段是磁共振（NMR）、質(zhì)譜（MS）、液質(zhì)聯(lián)用（LC-MS）和氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS），其中以NMR最為常用。 （一）磁共振技術(shù) 磁共振（nuclear magnetlc resonance，NMR）是代謝組學(xué)研究的主要技術(shù)。通過檢測一系列樣品的NMR譜圖，再結(jié)合模式識別方法，可以判斷出生物體的病理生理狀態(tài)，并有可能找出與之相關(guān)的生物標(biāo)志物。NMR技術(shù)是利用高磁場中原子核對射頻輻射的吸收光譜鑒定化合物結(jié)構(gòu)的分析技術(shù)，生命科學(xué)領(lǐng)域中常用的是氫譜（1H NMR）、碳譜（13C NMR）及磷譜（31P NMR）三種，可用于體液或組織提取液和活體分析兩大類，常用的是體液分析研究。以1H NMR為例，將準(zhǔn)備好的生物標(biāo)本包括各種體液或組織提取液直接上樣檢測即可。所得的1H NMR譜峰與樣品中各化合物的氫原子對應(yīng)，根據(jù)一定的規(guī)則或與標(biāo)準(zhǔn)氫譜比照可以直接鑒定出代謝物的化學(xué)成分，信號的相對強弱則反映了各成分的相對含量。 （二）質(zhì)譜技術(shù) 與MS相比，NMR的優(yōu)點在于能夠?qū)悠穼崿F(xiàn)非破壞性、非選擇性的分析，在接近生理條件下進行實時和動態(tài)的檢測；且沒有偏向性，對所有化合物的靈敏度都是一樣的，而MS則有離子化程度和基質(zhì)干擾等問題。NMR的缺點是對每個分子的化學(xué)和物理環(huán)境敏感，因此樣品制備的要求很高；靈敏度較低；NMR的動態(tài)范圍有限，很難同時測定生物體系中共存的濃度相差較大的代謝產(chǎn)物，所需硬件的投資也較大?？傮w而言，NMR技術(shù)應(yīng)用更為廣泛。 質(zhì)譜（mass spectropmetry，MS）技術(shù)是將離子化的原子、分子或是分子碎片按質(zhì)量或質(zhì)荷比（m/z）大小順序排列成圖譜，并在此基礎(chǔ)上進行各種無機物、有機物的定性或定量分析。新的離子化技術(shù)使質(zhì)譜技術(shù)的靈敏度和準(zhǔn)確度大大提高。將預(yù)處理的體液或組織加至質(zhì)譜儀，經(jīng)過汽化、離子化、加速分離及檢測分析后即可得到相應(yīng)代謝產(chǎn)物或代謝組的圖譜。圖譜中每個峰值對應(yīng)相應(yīng)的分子質(zhì)量，結(jié)合進一步的檢測分析可以部分鑒定出化學(xué)成分及半定量關(guān)系。不同組別的質(zhì)譜圖存在差異，可進行代謝產(chǎn)物指紋分析，對其加以區(qū)別、鑒定，有助于研究代謝的變化規(guī)律及標(biāo)志性代謝產(chǎn)物。根據(jù)代謝組學(xué)的研究需要，質(zhì)譜技術(shù)還常與氣相色譜（GC）、液相色譜（LC）等技術(shù)結(jié)合，以提高分析的分辨率和靈敏度。

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《營養(yǎng)基因組學(xué)》由科學(xué)出版社出版。

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