多组学联合及应用介绍

简介：

对于发病原因复杂的疾病通常很难用单一的理论模式进行表述。系统生物学研究的引进为其发病机制的研究提供了新思路。系统生物学是通过整合生物系统中诸多相互联系和作用的组分来研究复杂生物过程的机制，即研究生物系统中所有组成成分（基因、RNA、蛋白质和代谢产物等）的构成以及在特定条件下这些组分间的相互作用和关系，并分析生物系统在某种或某些因素干预扰动下在一定时间内的动力学过程及其规律。高通量的组学（Omics）技术为系统生物学提供了海量的实验数据和先进的技术方法。

金开瑞提供基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学实验及数据分析服务，提供多组学联合分析。

多组学研究应用方向：

单纯研究某一层次生物分子（核酸、蛋白、小分子代谢物等）变化，然后通过 gene ontology（GO）分析基因功能及相互作用网络，或通过 Metabo-Analyst 分析小分子代谢产物的相互关系并找寻生物标志物等，已经很难满足系统生物学越来越高的研究期望。从多分子层次出发，系统研究基因、RNA、蛋白质和小分子间的相互作用和系统机制为疾病研究提供了新的方向。

通过对基因组、转录组、蛋白组和代谢组实验数据进行整合分析，可获得应激扰动、病理生理状态或药物治疗疾病后的变化信息，富集和追索到变化最大、最集中的通路，通过对基因到 RNA、蛋白质，再到体内小分子，对整体变化物质分子进行综合分析，包括原始通路的分析及新通路的构建，反映出组织器官功能和代谢状态，从而对生物系统进行全面的解读。

●核酸组学：从底层原因层面探究和解决生物学问题

●蛋白组学：从表层原因层面探究和解决生物学问题

●代谢组学：从分子性状及结果层面探究和解决生物学问

●多层组学整合：组学发展的新趋势，结果更可靠、数据更丰富

多组学研究整体框架及技术流程：

技术流程（以转录组和蛋白质组学为例）：

文献解析：

Identification of Regulatory Networks in HSCs and Their Immediate Progeny via Integrated Proteome, Transcriptome, and DNA Methylome Analysis

期刊名：Cell Stem Cell. 2014 Jul;714-21. pii:ng.3007

影响因子 22.387

文章内容：文章针对造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSCs) 及四种多能祖细胞群（multipotent progenitor，MPP）的定量蛋白质组、转录组及甲基化分析数据进行了整合分析。从鉴定到的 27000 余条转录本，6000 余个蛋白和 15000 余段差异甲基化区域（differentially methylated regions，DMRs）中，分析出与早期分化相关的协同作用的分子变化。文章数据揭示出 493 种转录因子的转录本与 628 条 lncRNA 的差异表达图谱，并找出了 HSCs 中重点的特异表达群。同时还发现了在 HSCs 分化过程中的起关键作用的转录本亚型动态调控模式，以及与 MPP2 细胞多能性相关的细胞周期/DNA 修复特征。文章在造血层级系统的顶层提供了一个综合的全基因组的分析资料，便于探讨涉及分子、细胞、表观遗传的机制调控。

转录组与蛋白质组差异表达分析

基因表达特征谱及转录本亚型调控

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