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表型组最新娱乐体验_表型组学名词解释(2024年11月深度解析)

内容来源：麦吉窗影视所属栏目：话题更新日期：2024-11-28

表型组

【Cell Genomics封面研究：密切的母婴关系】「CP封面」10月9日，@中山大学@厦门大学@华南理工大学等多家机构，在Cell Genomics上以封面、专辑的形式发表了6篇研究论文，系统解析了孕期生化表型组、母子代谢指标及妊娠期糖尿病的遗传基础，揭示了遗传因素在母婴健康中的重要作用，为孕期健康管理提供了新的视角。网页链接

“从某种意义上说，中医是系统生物学之父”，诺奖级科学家倡导“治未病” “拥有3千年历史的中医与现代系统生物学的理念非常相似，都是通过感知身体内部器官的平衡来优化健康，并试图在疾病发生前对其进行纠正。从某种意义上说，中医是系统生物学之父，它们的深层哲学理念是一脉相承的。”9月7日，美国“四院”院士、拉斯克奖获得者、被誉为“系统生物学之父”的勒罗伊ⷨƒ᥾𗯼Œ在2024浦江创新论坛作主题演讲，并在论坛间隙接受了解放日报ⷤ𘊨炦–𐩗𛨮𐨀…采访。【“他现在仍是生物技术超级明星”】胡德是中国科学院外籍院士，美国国家科学院、美国国家工程院、美国国家医学院、美国艺术与科学院四院院士。纵观胡德的科研之路，可以用“开创性”一词来形容。他的职业生涯涵盖了分子生物学、医学、系统生物学、生物技术及生物医学工程等多个领域。20世纪80年代，因为在免疫多样性方面的研究，胡德获得被称为“诺奖风向标”的拉斯克奖。胡德还是自动DNA测序技术的领军人物之一。1986年，他发明了世界上第一台DNA自动测序仪，正是这个机器使得人类基因组测序成为了可能，从而催生了之后的基因时代。此外，他还开发了一系列具有突破性的科学仪器，包括第一台气相蛋白质测序仪、DNA合成仪、肽合成仪等。他是诺奖预测榜上的常客，《纽约时报》称“他过去是、现在仍是生物技术超级明星”。谈及保持创新的最大动力，年近90的胡德说：“我通过研究一个问题发现另一个问题，这激励着我不断创新。” 【医学史上最大范式转变】如果说基因是一种内在的生命密码，表型就是生命密码的外在表达，它由基因和环境相互作用，比如高和矮。 2018年，中国科学院院士、复旦大学校长金力与胡德、英国医学科学院院士杰里米ⷥ𐼥…‹尔森在上海发起国际人类表型组研究协作组，标志着人类表型组国际大科学计划在科学界实质性启动。早在2014年，胡德团队对108位研究者进行了观察实验，对基因、蛋白、代谢、肠道菌群等个人健康指标数据进行采集，并检测生活习惯及环境。结果表明，基因对于人类有着重要影响，但并不是全部。 “人们通常认为，保持健康需要关注锻炼、饮食、睡眠、压力管理等，这还停留在传统的健康观念。”胡德认为，人类表型组计划能够带来大数据驱动的科学健康。它包括对人类基因组和表型组的综合评估与分析，识别个体的营养缺乏并有针对性地补充，并且瞄准出现症状前的健康-疾病演变阶段，反向追踪和改善生理衰老与代谢。这些成果若能与传统健康观念互补，就可以更好满足个性化的健康需求。每一次科研范式变革都从根本改变了思考和实践生物学的方式。在他看来，数据驱动的健康和预防科学，是至今医学史上最大的范式转变。“医疗健康进入一个新的临界点，之前是针对症状来治疗疾病，现在有机会在疾病发作前将其检测出来，即利用人群队列的研究数据，提供令人信服的证据，从而助力政府持续推进医疗保健改革。” 【与中医“治未病”的理念相呼应】国际人类表型组计划系列丛书首著《科学驱动的全面健康时代》，在浦江创新论坛之“国际人类表型组：表型组与精准医学”专题论坛首发。作为胡德多年的科学同道，金力对该书中文版的翻译进行了学术把关，并作推荐序言。 “我一直想写这么一本书，构思已超过10年。”该书作者之一的胡德说。他将人体视为一个复杂且内在相互关联的整体，主张通过人体精密测量技术收集纵向、动态的数据，生成个人的数据云，开发个性化健康方案。什么是数据驱动的健康？他特别提到，在神经退行性疾病和癌症出现症状以前，疾病的“复杂网络”就已经出现了扰动，且该扰动呈现指数级增长，这是鉴定疾病的关键网络。如果能尽早发现这一扰动，可以把网络恢复正常，就不会患病。据介绍，当下，美国每年在医疗保健上需花费44万亿美元，其中大多用于糖尿病、心血管疾病和癌症。胡德的团队曾经做过一个5000人的队列实验，经过4年观察，167个人过渡到了一种或多种慢性疾病，其中10个人患有转移性的癌症。“在疾病诊断前的4年间，我们观察到这些患者血液中的蛋白质发生了变化，也就是出现了扰动，这意味着癌症其实可以在更早的时候被诊断。” “利用大数据来维护健康，而不是简单地治疗疾病，这与中医‘治未病’的理念也是相呼应的。”胡德说。据悉，针对癌症的极早期指征，许多科学家都在努力探索利用蛋白质组质谱技术进行精准筛查，预计数年内相关产品有望面世应用。

为国之所需献智献力

转录组测序数据分析的三步走策略转录组测序（RNA-seq）是现代生物学研究中的一项关键技术，它能够全面揭示某一生理条件下细胞内所有转录产物的信息。然而，由于测序数据量庞大，如何从海量数据中筛选出关键基因成为了一项挑战。𐟌 转录组数据分析的核心在于不断缩小关键基因的范围。这通常通过以下三种方法来实现：差异表达分析、聚类分析和加权基因共表达网络分析（WGCNA）。𐟔 差异表达分析：通过对count矩阵进行差异表达分析，根据Fold change和Pvalue筛选出在处理组与对照组之间差异表达的基因。这种方法可以将基因数目从几万条缩小到1000-2500条。𐟓‰ 聚类分析：聚类分析可以帮助我们将基因按照表达模式进行分类，从而找到关键基因。这种方法通常用于那些没有明显差异表达但在特定条件下发挥重要作用的基因。𐟓Š WGCNA：WGCNA是一种基于加权基因共表达网络的分析方法。它要求样本数目至少要有15个，因此在进行WGCNA分析时，需要多设置处理或生物学重复数。这种方法能够找到与表型高度相关的关键基因。𐟌 在缩小关键基因范围后，还需要进行富集分析来进一步确定这些基因的功能。富集分析可以通过聚类分析的cluster或WGCNA分析的module来进行，从而找到与特定生物学过程或表型相关的关键基因。𐟔 最后，揭示这些关键基因在处理组和对照组之间变化的分析机制也是必不可少的。这包括单核苷酸的变异（SNP）、碱基的插入和缺失（InDel）、染色体结构的变异（SV）以及DNA在启动子区域的甲基化等。此外，RNA层面的分析机制还包括由信号调控引起的差异表达、可变剪切（AV）以及RNA的修饰等。𐟔슊通过这些步骤，我们可以逐步缩小关键基因的范围，并揭示它们在处理组和对照组之间变化的分析机制，从而为生物学研究提供有力的支持。𐟌𑀀

瑞典卡罗林斯卡医学院全奖医学博士申请指南 𐟎“项目与研究方向：血管氧化应激和炎症表型向后代的传递 𐟒𐥅襥–： 2024年QS世界大学排名43，医学学科排名第七 𐟙‹‍♀️申请人要求：持有分子生物学、生物医学、医学、生物化学或相关领域的硕士学位积极的工作态度、出色的沟通能力，能在团队环境中协作并高效完成任务心血管研究背景，以及在肥胖/糖尿病实验模型方面的工作经验精通细胞培养、分子生物学技术（如PCR、ChIP、WB）、转录组学、蛋白质组学和免疫组织化学等领域 𐟓…课题简介：分子心脏病学研究小组隶属于索尔纳医学系的心脏病学部门，该部门是卡罗琳斯卡医学院最大的部门之一。该研究是在与其他部门、其他部门和国际研究小组密切合作的跨学科环境中进行的。Francesco Cosentino 教授的团队现招博士生，研究肥胖和糖尿病中血管氧化应激和炎症表型向后代的传递。

浦东医院中医药表型组研究中心揭牌成立

【科研进展】赵方庆团队揭示自闭症谱系障碍中脂质组紊乱对肠脑轴交互的影响自闭症谱系障碍（ASD）是一种由遗传和环境因素共同作用引起的神经发育疾病，其核心症状包括社交障碍和重复刻板行为。近年来，研究表明ASD患者的胃肠道功能异常尤为显著。脂质在神经发育中起着关键作用，且在ASD的肠脑轴交互中具有重要意义。然而，脂质变化及其与ASD表型的关系仍有待深入探讨。 2024年10月2日，中国科学院动物研究所赵方庆团队在Gut期刊发表了题为Unravelling lipidomic disruptions across multiple tissues in Chd8-mutant ASD mice through integration of lipidomics and single-cell transcriptomics的研究论文。这项研究系统揭示了Chd8突变ASD小鼠的多种器官组织中的脂质组异常，结合多组学技术及膳食干预，深入挖掘了脂质紊乱与ASD表型之间的关联，为脂质在ASD的诊断和治疗中的潜在应用提供了新见解。该研究采用Chd8突变小鼠模型，重点分析了脑、血清、肠道、肝脏和肠道内容物等五种组织中的脂质组。与野生型小鼠相比，HET小鼠在这些组织中均表现出显著的脂质变化，特别是在神经酰胺磷酸乙醇胺（PE-ceramides）和羟基/羰基脂肪酸等脂质中。通过对肠道内容物的分析，研究发现这些脂质变化与肠道微生物群落的变化高度相关，如拟杆菌和乳杆菌丰度的波动，这揭示了肠道微生物在脂质代谢调节中的关键作用。此外，单细胞转录组数据进一步解释了肠道和脑组织中脂代谢相关基因的表达变化。该研究进一步探讨了这些脂质变化与ASD表型的直接关联。结合行为学、肠道炎症和解剖学等多种表型数据，研究团队发现了与ASD核心症状高度相关的脂质。通过生酮饮食对脂质组进行干预，发现了这些脂质变化能够通过膳食进行调节并影响ASD表型，提示它们可能作为潜在治疗靶点的潜力。该研究通过整合脂质组、单细胞转录组和微生物组等多组学技术，揭示了肠脑轴中脂质的作用机制，为未来以脂质为靶点的ASD治疗方案提供了新视角。特别是血清脂质的研究结果显示，其既与ASD表型密切相关，又具备通过外部膳食干预进行有效调控的潜力，这为ASD的辅助诊断和治疗监测提供了重要参考。该研究丰富了肠道干预对神经系统调控作用的理解，为深入探索肠道与神经系统的相互作用提供了新思路。中国科学院动物研究所赵方庆研究员为通讯作者，博士后于游（现为中国科学院微生物研究所助理研究员）和张冰为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金和科技部重点研发计划项目的资助。论文链接：网页链接原文链接：网页链接

𐟔Ÿ大生信数据库，你不可不知！ 𐟓š 一、NCBI的GEO数据库：数据丰富，涵盖疾病、肿瘤等各类信息，单细胞测序技术也在这里得以广泛应用，是生信分析的宝藏之地！ 𐟔 二、文献检索神器Pubmed：轻松检索新旧文献，掌握研究进展，为生信分析提供思路与参考。 𐟒‰ 三、临床表型数据库NHANSE与SEER：孟德尔随机研究的热门，揭示暴露与结局的因果关系，为流行病学研究提供有力支持。 𐟧젥››、Biobank数据库：大规模队列的GWAS数据等你来挖掘，为科研提供更多可能。 𐟓Š 五、TCGA数据库：信息全面，临床指标丰富，是了解样本情况、实验与对照信息的绝佳选择。 𐟔젥…�GEPIA与GEPIA2：支持TCGA和GTEx联合分析，提升差异表达的准确性，助力基因表达与预后分析。 𐟧頤𘃣€Cbioportal：对TCGA突变数据进行整体评估与单个基因突变预后分析，提供自定义基因队列及下载功能。 𐟒Š 八、UALCAN数据库：深入研究TCGA数据的RNA-seq，包括miRNA，并预测药物靶点，是GEPIA的有益补充。 𐟓𗠤𙝣€TCIA影像组与病理组：在多模态研究中发挥重要作用，与临床、组学数据关联紧密，是科研的新兴热点。 𐟒‰ 十、The Human Protein Atlas：提供免疫组化图，省去繁琐实验，审稿人最爱！快来探索这些生信数据库吧！

CRISPR文库筛选：从基础到实践 (一) CRISPR-Cas9系统：基因编辑的“手术刀” 𐟔ꊃRISPR-Cas9系统是一种强大的基因编辑工具，由Cas9蛋白和单个sgRNA组成，专门针对一个基因进行编辑。这个系统依赖于基因组上的PAM序列（NGG），它的存在可以防止CRISPR-Cas切割细菌本身的CRISPR序列，但也限制了编辑范围。 PAM序列的重要性 𐟌 PAM序列是CRISPR-Cas9系统识别和切割位点的关键。改变Cas识别的PAM序列可以扩大编辑范围，这在基因编辑领域是一个热门研究方向。然而，缩短PAM序列也会增加脱靶风险，同时可能降低编辑活性。 Cas9蛋白的大小 𐟓 Cas9蛋白的大小是基因治疗中的一个重要考虑因素。AAV（腺相关病毒）是基因递送的主要载体，具有器官靶向性和低免疫原性。然而，AAV的包装容量有限，无法容纳常用的SpCas9系统（含有1368个氨基酸）。因此，开发更小的Cas9系统成为了一个研究热点。2015年，张锋课题组开发出了SaCas9系统，可以用单个AAV包装递送，成为体内基因治疗的最常用工具。筛选高活性的Cas9和sgRNA 𐟔슧훩€‰高活性的Cas9和sgRNA是提高基因编辑效率的关键。通过正向遗传学方法，科学家们从随机突变中寻找表型/功能的变化，然后探索引起这些变化的基因突变。而反向遗传学方法则是通过评估某些基因的重要性，利用基因编辑技术改变这些基因，然后观察可能出现的表型变化。 NHEJ与HDR：两种修复机制 𐟛 ️ 在基因编辑过程中，了解NHEJ（非同源末端连接）和HDR（同源定向修复）两种修复机制非常重要。NHEJ修复途径是最活跃的修复机制，能够快速修复双链断裂，但通常会在双链断裂位点产生小的插入或缺失。而HDR则是一种精准修复机制，可以借助外源引入的短单链DNA序列或质粒为模板，实现精准基因插入。文库筛选：从细胞模型到表型读取 𐟓Š 文库筛选是CRISPR研究中的重要步骤。研究人员通常使用肿瘤细胞、原代细胞或类器官作为细胞模型。类器官模型的一个主要挑战是转染问题，因为类器官细胞是聚团的，且含有多种类型的细胞。在选择CRISPR方式时，需要权衡Knockout、interference和activation三种方法。筛选过程也是富集的过程，需要研究不同表型的表现。最后，针对所研究的表型选择正确的方式来读取结果，比如流式、高通量测序等。通过这些方法和技术，CRISPR文库筛选为科学家们提供了强大的工具来探索和理解基因的功能和相互作用。

种群基因变化与物种形成全解析这节课是进化的最后一个难点。自然选择直接作用于个体的表型，而根本对象是种群的基因。个体无法长生不死，但决定表型的基因可以通过生殖世代延续。因此，研究生物进化应该关注种群。 𐟌𑠥𜕥…姧群的概念以及种群基因库和基因频率等重要概念。介绍计算基因频率的方法，包括定义法和公式法（根据基因型频率计算基因频率）。基因频率会变化吗？通过数学方法讨论基因频率的变化，引出遗传平衡种群及遗传平衡定律，并通过习题巩固。 𐟔„ 遗传平衡种群如何打破？主要探讨两大因素：变异和自然选择。突变和基因重组可以使种群基因频率发生不定向改变，为生物进化提供原材料。自然选择则使种群基因频率发生定向改变，生物朝一定方向进化。 𐟌🠨🛥Œ–一定会形成新物种吗？物种如何形成？进入第二课时的学习，探讨物种以及隔离在物种形成中的作用。

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