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仪器分析教学 从基因组到蛋白质组 复旦大学遗传所 王洪海 2009.4.10. 内容提要 一. 人类基因组研究的意义 二. 人类基因组研究的现状 三. 蛋白质组研究的意义和前景 四. 蛋白质组研究的技术路线 一. 人类基因组研究的意义 1986年美藉意大利科学家提出进行全基因分析，以寻找与正常人基因不同的肿瘤基因。 1990年美国能源部和国立卫生研究院集中一批优秀的科学家准备投资30亿美元进行为期15年的人类基因组研究计划，对人类基因组作图和序列分析。希望在分子水平上破译人类所有的遗传信息，即测定大约30亿碱基对DNA序列和识别其中所有的基因（约10万, 5万，4万，3万）。 人类基因组研究的意义 人类基因组研究计划，其意义和影响，远远超过曼哈顿计划（原子弹）和阿波罗计划（登月）。不仅美国、英国、法国、日本等发达国家参加了这项研究，就连亚洲、非洲和南美州一些发展中国家也纷纷加入这方面的研究。不仅政府部门投资进行这方面研究，而且一些大型药厂也对基因组计划极感兴趣，投入巨资。提前完成人基因组的测序，这样将为搞清肿瘤的发病机制，揭开人类衰老之谜，以及传染病的防治提供良好的对策。 二.人类基因组研究现状 我国在人类基因组研究方面取得了显著进展: 1、 湖南医科大学夏家辉等: 家族性耳聋基因分析. Nature Genetics 1998. 20(4): 370-393 2、上海第二医科大学陈竺等 ：白血病相关基因分析 3、上海肿瘤所顾健人等: 肝癌相关基因分析 4、中科院昆明生物所褚家佑等: 中华民族基因关系分析 PNAS 1998;95:11763 研究现状 5、复旦大学遗传所人类基因研究方面: 发现新基因 2500 确定功能的新基因 250条 申请专利 200项 疾病相关基因分析 Genomics 6、中科院遗传所人类基因研究中心: 注册承担 30 Mb，占全部基因的1％， 2000.3. 完成。 7、 国家科技部人类基因研究南方中心，北方中心: 希望完成1000条基因 , 占全部的1％. 8、其它。 微生物基因组学研究 1、痢疾杆菌全基因组测序 北京病毒所金奇教授课题组 2、表皮葡萄球菌全基因组测序 上海医科大学闻玉梅院士课题组 其他生物基因组学研究 1、钩端螺旋体全基因组测序 2、家蚕全基因组测序 3、家猪全基因组测序 人类个体化全基因组学研究 1、西方白种人 2、东方黄种人 3、非洲黑种人 三.蛋白质组研究的意义和前景 （一）蛋白质组学的概念 （二）基因组和蛋白质组的比较 （三）意义和前景 （一）蛋白质组学的概念 1、蛋白质组: 细胞内的全部蛋白质。 2、蛋白质组学: 从定性及定量的水平上研究细胞内所有 蛋白质及其动态变化规律的科学， 是从 更为深入的层次上去认识生命活动的规律。 What is a Proteome ? The entire PROTEin population expressed by the genOME of a particular cell or tissue type. Why are proteins important ? The genome sequence may be the blueprint of a cell, but proteins are the major building blocks. （三）意义和前景 1、基因组基本上是固定不变的，即同一生物的不同细胞中基因组基本上是一样的，人类的基因总数约是4万个。只从基因组DNA序列尚不能回答某基因的表达时间、表达量、蛋白质翻译后加工和修饰的情况、以及它们的亚细胞分布等等。这些在基因组中不能解决的问题，可望在蛋白质组研究中找到答案。因为蛋白质组是动态的，有它的时空性、可调及性；进而能够在细胞和生命有机体的整体水平上阐明生命现象的本质和活动规律。 四. 蛋白质组研究的技术路线 （一）不同结构层次的分离 （二）蛋白质组学研究的基础 （三）质谱分析相关的技术 （一）不同结构层次的分离 以阐明基因组功能为目的，蛋白质组研究必须获得这样的信息：细胞、组织或有机体内的蛋白质种类，翻译后修饰，分布，表达时间和表达量等。为此，蛋白质组分析首先要求