微生物基因组

微生物基因组学学目录一基因组和基因组学的定义二基因组学发展的历史三微生物基因组研究概况四微生物基因组的特点五微生物基因组计划概况六微生物基因组研究的意义七微生物基因组研究进展

一基因组和基因组学的定义基因组学(genomics)来源于“genome”这个词,是一门对生命有机体全基因组序列进行分析、比较和注释的新兴学科。基因组（genome）序列为我们提供了有机体的最基本信息，序列中的基因和调控位点就是该有机体的“零部件”和“运行指令”，同时它还提供该有机体进化方面的线索，序列就自然而然地成为研究诸多新物种的出发点。基因组学是二十世纪医学和生物学飞跃发展中最激动人心的成果之一，并将为二十一世纪的医学和生物学打下了坚实的基础。二基因组学发展的历史

DNA双螺旋结构的提出

Sanger双脱氧末端终止法测序和DNA自动测序仪的发明PCR技术生物信息学软硬件设施的发展理论上的三大发现：（1）DNA是遗传物质（2）DNA的双螺旋结构（3）遗传信息的传递方式技术上的三大发明：（1）限制性核酸内切酶（2）载体技术（3）逆转录酶

三微生物基因组研究概况微生物基因组重要纪事年限 事件1994年

美国DOE启动MGP1995年

《Science》发表了第一株细菌-流感嗜血杆菌全基因组1995年

发表了集胞藻菌株PCC6803的测序和注释1996年

《

Science》发表了第一个完成的古细菌-詹氏甲烷球菌全基因组序列1996年

酵母基因组序列发表1997年

大肠杆菌K-12基因组序列发表研究现况及内容四微生物基因组的特点五微生物基因组计划概况1微生物基因组对人类基因组的影响微生物基因组相对较小，易于操作，它的研究比人类基因组计划先行一步，起到了“开路先锋”的作用微生物基因组学所取得的理论和技术进展，为人类基因组计划提供了及有益的借鉴微生物基因组计划的发展，可以为研究人类未知基因的功能提供宝贵的线索一些模式生物，如大肠杆菌和酿酒酵母菌，本身就是人类基因组计划的研究内容人类基因组计划的强大资金投入和在人类基因组计划中发展和完善起来的生物信息学技术又极大地促进了微生物计划的飞速发展由于微生物种类的多样性，可以估计，人类在微生物基因组的总测序量将会超过人类基因组计划2微生物基因组计划（MGP)1994年:美国DOE(Departmentofenergy)启动MGP;MGP是对人类基因计划的延续，该计划主要是对环境或能源相关，系统发生学相关，或具有潜在商业应用性的微生物基因组进行完全测序，目的是为了更好的了解地球上的微生物资源。截至2003年4月，MGP已完成约100株微生物基因组的测序。它的研究计划还包括和应用微生物学相关的生物技术，如纤维素降解，碳吸收等等。3测序微生物的类别几乎所有类别的病毒模式微生物极端环境微生物病原原核生物环境降解微生物4微生物测序及分析流程图六微生物基因组研究的意义1基因组研究在医学的应用2基因组研究的生物技术应用3环境微生物基因组学的生态学管理4生物质能源与微生物和微生物基因组

1基因组研究在医学的应(1)致病相关基因的鉴定

致病物质多为病原体细胞壁成分、表面蛋白和一些分泌性蛋白质,因此可以用PHD预测基因组的跨膜蛋白，SIGNALP预测分泌性蛋白质。

致病相关基因的预测：功能相同的蛋白质往往相邻并受共同的调控序列调控，同一菌种的致病菌株与非致病菌株的基因组进行比较。（2）设计特异的实验诊断方法实验技术PCR杂交技术应用鉴定病原种类进行临床诊断病原分型的流行病学研究预测疾病进展及临床疗效（3）疫苗的研究通过全基因组序列的同源性比较，寻找致病菌的属特异、群特异、种特异、型特异、甚至亚型特异的抗原Pizza等和Tettelin等对血清型B脑膜炎奈瑟菌近350种抗原的研究Wizemann等对肺炎链球菌的基因组的抗原性蛋白研究（4）新型抗生素的开发基因组学不但可以鉴定、确证靶位,开发高通量药物筛选系统,而且对于药物开发其他阶段如先导物优化、毒性研究、临床研究等都有重要作用。2基因组研究的生物技术应用（1）生物降解作用抵御放射性物质降解单体或复合植物聚合物，如木聚糖和纤维素降解四氯乙烯降解多种毒性有机废料，包括多种芳香族化合物（2）酶工业耐热耐热耐寒耐盐，降解塑料降解塑料（2）食品生物技术基因组学与营养学

随着人类基因组测序工作的完成以及相应的功能基因组学研究手段的建立，使今天的营养学研究可以更全面、更深入地集中在饮食与基因相互作用这一重要基础课题上，并诞生了一门新兴学科——营养基因组学(Nutrigenomics)。基因组学在食品工