Məlumat

Mühazirə 22: Genomika, Proteomika və Metabolomika 2018 - Biologiya

Mühazirə 22: Genomika, Proteomika və Metabolomika 2018 - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mühazirə 22: Genomika, Proteomika və Metabolomika 2018

Elva Diaz

Laboratoriyamın əsas tədqiqat marağı, gəmirici model sistemlərində beyin inkişafının, funksiyasının və xəstəliyinin molekulyar mexanizmlərini anlamaqdır. Siçan beyni inkişafı zamanı inkişafla tənzimlənən genləri müəyyən etmək üçün ifadə profilini istifadə etdik. Namizəd genləri molekulyar və hüceyrə üsulları və transgenik siçanlar ilə xarakterizə olunur. Hazırda biz səylərimizi beynin öyrənmə və yaddaş üçün vacib sahəsi olan hipokampusdakı həyəcanverici sinapslarda fəaliyyət göstərən molekullara yönəltmişik. Xüsusilə, AMPA tipli glutamat reseptoru ilə əlaqəli olan və inkişaf və plastiklik zamanı sinapslara alveri üçün vacib olan beyinə xas transmembran zülallarını (SynDIG/Prrt) araşdırırıq.

Grad Group Əlaqələri

  • Biokimya, Molekulyar, Hüceyrə və İnkişaf Biologiyası
  • Nevrologiya
  • Farmakologiya və Toksikologiya

İxtisaslar / Fokus

  • Biokimya
  • Xərçəng Biologiyası
  • Hüceyrə biologiyası
  • İnkişaf Biologiyası
  • Genomika, Proteomika və Metabolomika
  • Molekulyar Genetika
  • Neyrobiologiya

Kurslar

  • Diaz laboratoriyası
    • Dave Speca, PhD, Tədqiqat Alimi
    • Kris Plambeck, aspirant (BMCDB)
    • Breana Wong, Lisans tələbəsi
    • Jessica Briones, Lisans tələbəsi

    Mükafatlar və mükafatlar

    • Helen Hay Whitney Təqaüdü
    • Alfred P. Sloan Araşdırma Təqaüdü
    • NIH Direktorunun Yeni İnnovator Mükafatı
    • Neuroscience Graduate Group Üstün Xidmət Mükafatı

    Peşəkar Cəmiyyətlər

    • Amerika Hüceyrə Biologiyası Cəmiyyəti
    • Nevrologiya Cəmiyyəti
    • Çikano və Yerli Amerikalı Alimlərin İnkişafı Cəmiyyəti (SACNAS)

    Dərəcələr

    Nəşrlər

    Matt L, Kirk LM, Chenaux G, Speca DJ, Puhger KR, Pride MC, Qneibi M, Haham T, Plambeck KE, Stern-Bach Y, Silverman JL, Crawley JN, Hell JW, Diaz E.. SynDIG4/Prrt1, həyəcan verici sinaps inkişafı və koqnitiv funksiyanın təməlində olan plastiklik üçün tələb olunur. Cell Rep. 2018 Fevral 2722(9):2246-2253.

    Chenaux G, Matt L, Hill TC, Kaur I, Liu XB, Kirk LM, Speca DJ, McMahon SA, Zito K, Hell JW, Diaz E. SynDIG1 itkisi həyəcan verici sinaps olgunlaşmasını azaldır, lakin in vivo formasiyasını deyil. eNeuro. 2016 oktyabr 213(5).

    Kaur I, Yarov-Yarovoy V, Kirk LM, Plambeck KE, Barragan EV, Ontiveros ES, Diaz E. Fəaliyyətdən Asılı Palmitolyasiya SynDIG1 Sabitliyinə, Lokalizasiyasına və Funksiyasına Nəzarət edir. J Neurosci. 2016 İyul 2036 (29): 7562-8.

    Kirk LM, Ti SW, Bishop HI, Orozco-Llamas M, Pham M, Trimmer JS, Diaz E. Siçovul beynində SynDIG4/prolinlə zəngin transmembran protein 1-in paylanması. J Kompüter Neurol. 2016 Avqust 1524(11):2266-80.

    Ngo T, Barisone GA, Lam KS və Diaz E, DAOY hüceyrə proliferasiyasının MXD3 tənzimlənməsi, aktivləşmə zamanı ilə diktə edilir, BMC Hüceyrə Biol. 2014, 15:30.

    Barisone GA, Ngo T, Tran M, Cortes D, Shahi MH, Nguyen TV, Lanza-Perez D, Matayasuwan W və Diaz E., DAOY insan medulloblastoma hüceyrələrinin yayılmasında Mxd3 -ün rolu. PLoS BİR. 20127 (7): e38508.

    Kalaşnikova E, Lorca RA, Kaur I, Barisone GA, Li BH, Ishimaru T, Trimmer JS, Mohapatra DP və Diaz E.. SynDIG1: həyəcan verici sinaps inkişafını tənzimləyən bir fəaliyyətlə tənzimlənən AMPA reseptoru qarşılıqlı təsir edən transmembran zülalı, Neuron, 2010, 65: 80-93.

    Yun JS, Rust JM, Ishimaru T və Diaz E. (2007), Mad3 ailəsinin üzvü üçün serebellar qranul neyron prekursorlarının yayılmasında yeni rol, Mol. Hüceyrə. Biol. 27: 8178-8189.

    Diaz E, Ge Y, Yang YH, Loh KC, Serafini TA, Okazaki Y, Hayashizaki Y, Speed ​​TP, Ngai J və Scheiffele P. (2002). İnkişaf etməkdə olan pontoserebellar proyeksiya sistemində gen ifadəsinin molekulyar təhlili. Neyron 36, 417-434.


    Metabolomika və Eksosotip: Genlərin və ətraf mühitin insan sağlamlığı ilə əlaqələndirilməsi

    Genomik və metabolomik tədqiqatların birləşməsi sayəsində elm adamları ətraf mühitə məruz qalmanın və həyat tərzinin xəstəliyin başlanğıcına təsirini anlamağa yaxınlaşırlar. Bu yaxınlarda təyin olunan "ekspozotip" (genomik və metabolik məlumatları nəzərə alan), tədqiqatçıların potensial olaraq dəqiq tibb və risk qiymətləndirilməsi ilə bağlı mövcud düşüncəni təkmilləşdirmək və inqilab etmək üçün istifadə edə biləcəyi yeni bir vasitədir.

    Getdikcə daha çox “omika” tədqiqatları (məsələn, genomika, metabolomika, proteomika) ətraf mühitin insan sağlamlığındakı rolunu araşdırır. Yale Xalq Sağlamlığı Məktəbində keçirilən son bir simpoziumda, ekspozomun inkişaf edən sahəsi araşdırıldı.

    Exposome, ömür boyu məruz qalma ehtimallarının (məsələn, ətraf mühit, pəhriz, davranış və mikrobiomdan, hormonlardan, maddələr mübadiləsindən və s. Daxili emaldan) və onların insan sağlamlığına ümumi təsirini qiymətləndirməyi hədəfləyir. Bu konsepsiya, xərçəng kimi bir çox mühüm xəstəliklərin xəstəliyin etiologiyasının azlığını genlərin tək başına təşkil etdiyinə əsaslanır. Araşdırmalar, ətraf mühitin və həyat tərzinin bu xəstəliklərin inkişafında mühüm rol oynadığını göstərdi.

    Genomika və genom geniş birliyi araşdırmalarının (GWAS) inkişafı, xərçəng və digər xəstəliklərin inkişaf riski kimi maraq doğuran fenotiplər üçün irsi qabiliyyəti izah etmək qabiliyyətini açdı. Bununla belə, xəstəliyin mexanizmlərini tam başa düşmək və müdaxilə və terapevtik dizayn üçün yolları müəyyən etmək üçün genlər və ətraf mühit arasındakı mürəkkəb əlaqələri qiymətləndirmək üçün əlavə texnologiyalar lazımdır.

    Jurnalda bu yaxınlarda dərc olunmuş məqaləmizdə İnsan Genomikası, bir sistemdəki bütün kiçik molekulyar ağırlıqlı metabolitlərin öyrənilməsi olan metabolomikanın eksposomu araşdırmaq üçün necə vacib bir vasitə olduğunu və əsas texnoloji irəliləyişlərin eksposomu öyrənmək üçün metabolomikadan istifadə etməyə necə imkan verdiyini müzakirə edirik.

    Metabolomics, bədəndəki bütün bioloji sistemlərə yalnız bir dəfə ətraf mühitin təsirinin təsirlərinin vahid bir görüntüsünü yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu, daha sonra ifadə edilən məruz qalma fenotipini yaratmaq üçün istifadə edilə bilər: ekspozotip. Eksposotip, həmçinin həyat tərzi seçimləri və fərdin cari fizioloji vəziyyəti daxil olmaqla, yaşanan bütün təsirləri nəzərə alır.

    Metabolik və GWAS tədqiqatlarının birləşməsi, həssas tibb yanaşmaları və farmakogenomikada əhəmiyyətli irəliləyişlər əldə etmək potensialına malikdir …

    Metabolomika ətraf mühit amillərinə məruz qalmanın metabolik biomarkerlərini inkişaf etdirmək üçün də istifadə edilə bilər. Bu daha sonra tədqiqatçılara ev sahibinə məruz qalmanın marşrutunu və nəticələrini dəstəkləyən molekulyar mexanizmləri daha dərindən anlamağa imkan verən əlaqəli genetik və enzimatik dəyişiklikləri müəyyən edə biləcək modellər qurmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu, nəticədə tədqiqatçılara ətraf mühitə məruz qalma hadisəsindən yaranan ekspozipi müəyyən etməyə imkan verir. Metabolik və GWAS tədqiqatlarının birləşməsi, hər ikisi də indiyə qədər təsirsiz olan dəqiq tibb yanaşmaları və farmakogenomikada əhəmiyyətli irəliləyişlərə səbəb ola bilər.

    Metabolomika hazırda diaqnostik öncəsi metabolik imzalardan (xəstəlik başlamazdan əvvəl dəyişən metabolitlərin kolleksiyaları) və genetik risk məlumatlarından istifadə etməklə gen-mühit qarşılıqlı təsirlərini müəyyən etmək və xəstəliyin yayılmasını proqnozlaşdırmaq üçün çoxsaylı əhali səviyyəsində məruz qalma tədqiqatlarına daxil edilir. Gələcəkdə, metabolomikanın genomika ilə birləşməsi, xüsusi müalicələrə cavab verməyən və cavab verənlərlə əlaqəli əsas amilləri müəyyən etməklə, fərdi olaraq dəqiq tibbdə kömək edə biləcək bir vasitə təklif edir. Müvafiq statistik vasitələrin müntəzəm tətbiqində, həmçinin şəffaf və təkrarlana bilən tədqiqat təcrübələrinin qəbulu və təşviqində əlavə irəliləyişlərə ehtiyac var. Bu, müəyyən xəstəliklər üçün risk altında olan fərdlərin və nə qədər həssas və ya reaksiya verməyəcəklərinə əsaslanaraq ən yaxşı müalicə variantlarının müəyyənləşdirilməsində metabolomika elminin daha təsirli şəkildə istifadə edilməsinə imkan verəcəkdir.

    Metabolomik analizdə (metabolitlərin identifikasiyası, analitik qərəzlilik, müxtəlif səviyyəli çaşqınlıqlara nəzarət və geniş miqyaslı populyasiya konsorsiumlarında təkrar istehsal kimi) çətinliklər olsa da, bu çətinliklər onilliklər ərzində aparılan tədqiqatların və öyrənilmiş dərslərin birləşdirilməsi ilə aradan qaldırıla bilər. tədqiqat dizaynı və statistik təhlillərlə əlaqəli genetik epidemiologiyada. Bundan əlavə, şəffaflıq, təkrar istehsal və təkrarlama üçün artan istək və ehtiyacın tanınması tədqiqat cəmiyyətində bu sahədə səylərə təkan verdi. Metabolomika və ekspozotip tədqiqatları dünyasında bunun mövcud nümunələri arasında məruz qalma metabolitləri üçün verilənlər bazası, məlumatların təhlili üçün yeni kimyometrik və bioinformatik vasitələr və çoxsaylı sistem səviyyəli (və ya "-omik") məlumatların daha çoxu ilə birləşdirilməsi daxildir. .

    Eksosotip insan sağlamlığına təsir edən amilləri, o cümlədən genetik quruluş, ətraf mühitə məruz qalma, həyat tərzi seçimləri və onlar arasındakı qarşılıqlı əlaqəni daha yaxşı başa düşməyə imkan verir. Açıq tədqiqat təcrübələrinə, təkrar istehsal qabiliyyətinin yaxşılaşdırılmasına və məlumat mübadiləsinə doğru ümumi icma sürəti ilə, GWAS və metabolomik tədqiqatlar eksposotip və ekspozomu araşdıraraq, dəqiq tibbin inkişafı və tətbiqi ilə ölümcül xəstəliklərdən əziyyət çəkən bir çox insan üçün dünyagörüşünü yaxşılaşdıracaq. diaqnoz riskinin qiymətləndirilməsi.


    17.5 Genomika və Proteomika

    Bu bölmənin sonunda siz aşağıdakıları edə biləcəksiniz:

    Zülallar, genin kodlaşdırdığı funksiyanı yerinə yetirməyə kömək edən genlərin son məhsullarıdır. Amin turşuları zülallardan ibarətdir və hüceyrədə mühüm rol oynayır. Bütün fermentlər (ribozimlərdən başqa) reaksiyaların sürətinə təsir edən katalizator rolunu oynayan zülallardır. Proteinlər də tənzimləyici molekullardır və bəziləri hormondur. Hemoglobin kimi nəqliyyat zülalları oksigenin müxtəlif orqanlara daşınmasına kömək edir. Xarici hissəciklərə qarşı müdafiə edən antikorlar da zülallardır. Xəstə vəziyyətdə, zülal funksiyası genetik səviyyədəki dəyişikliklər və ya xüsusi bir proteinə birbaşa təsir səbəbiylə pozula bilər.

    Bir proteom, bir hüceyrə növünün istehsal etdiyi zülalların bütün dəstidir. Biz genomlar haqqında məlumatdan istifadə edərək proteomları öyrənə bilərik, çünki genlər mRNA-ları, mRNA-lar isə zülalları kodlayır. MRNA analizi düzgün bir addım olsa da, bütün mRNAlar zülallara çevrilmir. Proteomika proteomların funksiyasını öyrənir. Proteomika genomikanı tamamlayır və elm adamları genlərə əsaslanan hipotezlərini sınamaq istədikdə faydalıdır. Bütün çoxhüceyrəli orqanizmlərin hüceyrələrinin eyni gen dəstinə malik olmasına baxmayaraq, müxtəlif toxumalarda istehsal olunan zülallar dəsti fərqlidir və gen ifadəsindən asılıdır. Beləliklə, genom sabitdir, lakin proteom bir orqanizm daxilində dəyişir və dinamikdir. Bundan əlavə, RNT-lər növbə ilə birləşdirilə bilər (yeni birləşmələr və yeni zülallar yaratmaq üçün kəsilmiş və yapışdırılmışdır) və bir çox zülallar proteolitik parçalanma, fosforlaşma, qlikozilləşmə və ubiquitinasiya kimi proseslərlə tərcümədən sonra özlərini dəyişdirirlər. Proteomların öyrənilməsini çətinləşdirən zülal-zülal qarşılıqlı təsirləri də mövcuddur. Genom bir plan təqdim etsə də, son memarlıq proteomu yaradan hadisələrin gedişatını dəyişə biləcək bir neçə faktordan asılıdır.

    Metabolomika genomika və proteomika ilə bağlıdır. Metabolomics, bir orqanizmdə kiçik molekul metabolitlərinin öyrənilməsini əhatə edir. Metabolik bir orqanizmin genetik quruluşu ilə əlaqəli tam bir metabolitlər toplusudur. Metabolomika genetik quruluş və fiziki xüsusiyyətləri, həmçinin genetik quruluş və ətraf mühit faktorlarını müqayisə etmək imkanı verir. Metabolom tədqiqatının məqsədi canlı orqanizmlərin toxumalarında və mayelərində olan bütün metabolitləri müəyyən etmək, kəmiyyətini müəyyənləşdirmək və kataloqlaşdırmaqdır.

    Protein Analizində Əsas Texnikalar

    Proteomikanın son məqsədi, müəyyən bir şəraitdə müəyyən bir genomdan ifadə olunan zülalları müəyyən etmək və ya müqayisə etmək, zülallar arasındakı qarşılıqlı əlaqəni öyrənmək və hüceyrə davranışını proqnozlaşdırmaq və ya dərman hədəflərini inkişaf etdirmək üçün istifadə etməkdir. Elm adamları əsas DNT sıralama texnikasından istifadə edərək genomu təhlil etdikləri kimi, proteomika da zülal analizi üçün texnika tələb edir. DNT sıralamasına bənzər protein analizinin əsas texnikası kütlə spektrometriyasıdır. Kütlə spektrometriyası bir molekulun xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir və təyin edir. Spektrometriyadakı irəliləyişlər tədqiqatçılara çox kiçik protein nümunələrini analiz etməyə imkan verdi. Məsələn, rentgen kristalloqrafiyası elm adamlarına zülal kristalının üçölçülü strukturunu atom həllində müəyyən etməyə imkan verir. Nüvə maqnit rezonansının (NMR) başqa bir zülal görüntüləmə texnikası, sulu məhlulda zülalın üçölçülü quruluşunu təyin etmək üçün atomların maqnit xüsusiyyətlərindən istifadə edir. Alimlər zülalların qarşılıqlı təsirini öyrənmək üçün zülal mikroarraylarından da istifadə ediblər. Əsas iki hibrid ekranın geniş miqyaslı uyğunlaşdırılması (Şəkil 17.17) zülal mikroarraylarının əsasını təmin etmişdir. Elm adamları, proteomik analiz üçün çoxlu məlumatları analiz etmək üçün kompüter proqramlarından istifadə edirlər.

    Genomik və proteomik miqyaslı analizlər sistem daxilində qarşılıqlı təsirlərə əsaslanan bütöv bioloji sistemlərin (genomlar və proteomlar) öyrənilməsi olan sistem biologiyasının bir hissəsidir. Avropa Bioinformatik İnstitutu və İnsan Proteom Təşkilatı (HUPO), sistem bioloji məlumatlarının böyük bir yığınını sıralamaq üçün təsirli vasitələr hazırlayır və qurur. Zülallar genlərin birbaşa məhsulları olduğundan və genomik səviyyədə aktivliyi əks etdirdiyindən, xəstəlik proseslərində iştirak edən zülalları və genləri müəyyən etmək üçün müxtəlif hüceyrələrin zülal profillərini müqayisə etmək üçün proteomlardan istifadə etmək təbiidir. Əczaçılıq dərman sınaqları zülalları hədəf alır. Tədqiqatçılar yeni dərmanları təyin etmək və onların təsir mexanizmlərini anlamaq üçün proteomikadan əldə etdikləri məlumatlardan istifadə edirlər.

    Kiçik zülal miqdarını aşkar etmək çətin olduğu üçün elm adamları proteomik analiz apararkən çətinlik çəkirlər. Kütlə spektrometriyası kiçik protein miqdarlarını aşkar etmək üçün yaxşı olsa da, xəstə vəziyyətlərdə protein ifadəsindəki dəyişiklikləri ayırd etmək çətin ola bilər. Zülallar təbii olaraq qeyri-sabit molekullardır, bu da proteomik analizi genomik analizdən qat-qat çətinləşdirir.

    Xərçəng Proteomikası

    Tədqiqatçılar xəstəliklərin genetik əsaslarını anlamaq üçün xəstələrin genomlarını və proteomlarını öyrənirlər. Ən görkəmli xəstəlik tədqiqatçılarının proteomik yanaşmalarla öyrəndikləri xərçəngdir. Bu yanaşmalar skrininq və xərçəngin erkən aşkarlanmasını yaxşılaşdırır. Tədqiqatçılar ifadəsi xəstəlik prosesini göstərən zülalları müəyyən edə bilirlər. Fərdi zülal biomarkerdir, ifadə səviyyələri dəyişdirilmiş zülallar dəsti isə zülal imzasıdır. Bir biomarker və ya protein imzasının erkən xərçəng müayinəsi və aşkarlanması üçün bir namizəd kimi faydalı olması üçün sağlamlıq mütəxəssislərinin qeyri-invaziv bir şəkildə geniş miqyaslı müayinələr edə bilmələri üçün tər, qan və ya sidik kimi bədən mayelərini ifraz etməlidirlər. Xərçəngin erkən aşkarlanması üçün biomarkerlərdən istifadə ilə bağlı mövcud problem, yalan-mənfi nəticələrin yüksək olmasıdır. Yanlış mənfi, müsbət olmalı olan səhv bir test nəticəsidir. Başqa sözlə, bir çox xərçəng halları aşkar edilmir, bu da biomarkerləri etibarsız edir. Xərçəngin aşkarlanmasında protein biomarkerlərinin bəzi nümunələri yumurtalıq xərçəngi üçün CA-125 və prostat xərçəngi üçün PSA-dır. Protein imzaları xərçəng hüceyrələrini aşkar etmək üçün biomarkerlərdən daha etibarlı ola bilər. Tədqiqatçılar ayrıca fərdin xüsusi dərmanlara və ya fərdin yaşaya biləcəyi yan təsirlərə cavab verib verməyəcəyini proqnozlaşdıran fərdi müalicə planları hazırlamaq üçün proteomikadan istifadə edirlər. Tədqiqatçılar xəstəliyin təkrarlanma ehtimalını proqnozlaşdırmaq üçün proteomikadan da istifadə edirlər.

    Milli Xərçəng İnstitutu xərçəngin aşkarlanması və müalicəsini yaxşılaşdırmaq üçün proqramlar hazırlamışdır. Xərçəng üçün Klinik Proteomik Texnologiyalar və Erkən Aşkarlama Tədqiqat Şəbəkəsi müxtəlif xərçəng növlərinə xas olan zülal imzalarını müəyyən etmək səyləridir. Biomedikal Proteomika Proqramı, protein imzalarını təyin edir və xərçəng xəstələri üçün təsirli müalicələr hazırlayır.


    Dərmanların təsir üsullarını müəyyən etmək üçün birbaşa və dolayı yanaşmalar

    Fenotipik analizlər narkotik kəşf etmə təcrübələri arasında getdikcə daha çox yayılır və bu cür ekranlar vasitəsilə təyin olunan qurğuşun birləşmələri yalnız bilinən hədəflərlə məhdudlaşmadığından dərman hədəflərinin müxtəlifliyini genişləndirir. Müxtəlifliyin artırılması dərmanların kəşfi prosesinə və xəstəliklərə qarşı mübarizəyə faydalı olsa da, yeni qurğuşun birləşmələrinin naməlum fəaliyyət üsulları dərmanların kəşfinə mane ola bilər, çünki əksər hallarda qurğuşun birləşmələrinin optimallaşdırılması prosesi naməlum təbiətə görə çətinləşir. hədəf kor -koranə dəyişən əvəzedicilər tükənməz potensial birləşmələr səbəbiylə nəticəsiz ola bilər və bu səbəbdən fenotipik tarama yolu ilə inkişaf etdirilən qurğuşun birləşmələrinin hədəflərini tez bir zamanda müəyyən etmək arzu edilir. Əlavə olaraq, hədəfə əsaslanan müayinə yolu ilə təyin olunan potensial dərmanlar, tez-tez dərman zəhərlənməsinə kömək edən hədəfdən kənar təsirlərə malikdir və bu ikincil hədəfləri təyin etməklə, dərmanlar təkmilləşdirilə bilər. Bununla birlikdə, aparıcı bir hərəkət rejiminin təyin edilməsi əhəmiyyətsizdir və indi narkotik kəşf boru kəmərində böyük bir darboğazı təmsil edir. Bu araşdırmada, dərman fəaliyyətinin təyin edilməsindəki fenotipə əsaslanan metodlara diqqət yetirərək, dərman fəaliyyətinin təyin edilməsindəki fenotipə əsaslanan metodlara, dərmanın mövcudluğuna cavab olaraq fenotipdəki dəyişikliklərin aşkar edilməsi və genomikaya diqqət yetirilir. hədəfləri tutmaq və müəyyən etmək üçün dəyişdirilmiş/dəyişdirilməmiş dərmanı yem olaraq istifadə edən əsas metodlar. © 2017 IUBMB Life, 70(1):9-22, 2018.

    Açar sözlər: yaxınlıq xromatoqrafiyası dərmanın fəaliyyət rejimi genomika metabolomikası foto-yaxınlıq etiketləmə proteomikası hədəf ID transkriptomikası.


    Sistem Biologiyası və Çox Omik İnteqrasiyası: Metabolomics Araşdırma Birliyinin baxış nöqtələri

    Birdən çox omik texnikasının istifadəsi (yəni genomika, transkriptomika, proteomika və metabolomika) həyat elminin bütün sahələrində getdikcə populyarlaşır. Omik üsulları ənənəvi yanaşmalarla müqayisədə öyrənilən bioloji sistemlərin daha vahid molekulyar perspektivini təmin edir. Bununla belə, onların xas olan məlumat fərqlərinə görə, çoxsaylı omik platformaların inteqrasiyası bir çox tədqiqatçılar üçün davamlı problem olaraq qalır. Metabolitlər, genlər, transkriptlər və zülallar, metabolomika arasındakı çoxlu qarşılıqlı təsirlərin aşağı axını məhsullarını təmsil etdiyindən, bu sahədə müntəzəm olaraq istifadə olunan alətlər və yanaşmalar bu kompleks çoxlu omik məlumat dəstlərinin inteqrasiyasına kömək edə bilər. Sual budur ki, necə? Burada bir neçə cavab (metodlar, proqram vasitələri və verilənlər bazası baxımından) ilə yanaşı, müxtəlif tövsiyələr və son zamanlarda Avstraliya və Yeni Zelandiyada keçirilən çox omik inteqrasiyası ilə bağlı bir sessiya zamanı müəyyən edilmiş davamlı problemlərin siyahısı təqdim edirik. Yeni Zelandiyanın Oklend şəhərində Metabolomik Konfrans' (ANZMET 2018) (Sentyabr 2018). Bu sənədin, metabolik tədqiqatçılar və çoxlu omik tədqiqatları aparmaq istəyən cəmiyyətin digər üzvləri üçün bir bələdçi olaraq xidmət edəcəyini düşünürük. Biz həmçinin inanırıq ki, bu ideyalar inteqrasiya olunmuş multi-omik tədqiqatların və nəhayət, sistem biologiyasının tam vədini həyata keçirməyə imkan verə bilər.

    Açar sözlər: məlumat analizi məlumat inteqrasiya verilənlər bazası eksperimental dizayn riyazi modelləşdirmə metabolik şəbəkələr yol analizi kəmiyyət omics translational metabolomics.

    Maraqların toqquşması bəyanatı

    Müəlliflər maraqların toqquşmadığını bəyan edirlər.

    Rəqəmlər

    Dizayn üçün konseptual model…

    Sistem biologiyası təcrübəsinin dizaynı üçün konseptual model.

    Məlumatların yuxarıdan aşağıya və aşağıdan aşağıya endirilməsi…

    Sistem biologiyasında istifadə olunan yuxarıdan aşağıya və aşağıdan yuxarı məlumatların azaldılması inteqrasiya yanaşmaları.

    Təhlil sonrası məlumatlar arasındakı əsas fərqlər ...

    Təhlil sonrası məlumat inteqrasiyası arasındakı əsas fərqlər ( sol ) və vahid məlumat təhlili…


    Kütlə spektrometriyası iş axını

    Protein nümunəsinin necə ayrılmasından asılı olmayaraq, aşağı axın MS iş axını üç əsas mərhələdən ibarətdir:

    1. Zülallar/peptidlər kütlə spektrometrinin ion mənbəyi tərəfindən ionlaşdırılır.

    2. Yaranan ionlar kütlə analizi ilə onların kütləsinə nisbətinə görə ayrılır.

    3. İonlar aşkarlanır.

    iTRAQ və ya SILAC kimi MS-in yuxarı axınında gelsiz üsullardan istifadə edərkən nümunələr birbaşa kütlə spektrometrinə daxil olmaq üçün istifadə olunur. Gel əsaslı üsullardan istifadə edərkən, protein ləkələri əvvəlcə geldən kəsilir və ya LC ilə ayrılmadan, ya da birbaşa MS tərəfindən təhlil edilməzdən əvvəl həzm olunur.

    İki əsas ionlaşma mənbəyi var, yəni:

    Digər, daha az yayılmış mənbələrə kimyəvi ionlaşma, elektron zərbəsi və parıltı axıdılması ionlaşması daxildir.

    Var dörd Əsas kütlə analizatorları:

    Peptidlər çoxlu parçalanma və kütlə analizinə məruz qala bilər-bu prosesə tandem-MS, MS/MS və ya MS n deyilir. Eyni və ya fərqli kütlə analizatorlarını, məsələn, quadrupole-TOF (Q-TOF) və ya triple-quadrupole (QQQ) MS kimi bir araya gətirərək, fərqli kütlə analizatorlarının güclü tərəfləri proteom miqyasında analiz qabiliyyətini daha da yaxşılaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər. MALDI-TOF kimi sadə MS qurğuları yalnız peptid kütləsinin ölçülməsi üçün, tandem kütlə spektrometrləri isə peptid ardıcıllığını təyin etmək üçün istifadə olunur.


    Mücərrəd

    Genomika, transkriptomika, proteomika və metabolomika kimi omics texnologiyalarında irəliləyişlər, fərdiləşdirilmiş dərmanı qeyri-adi detallı molekulyar səviyyədə təmin etməyə başladı. Fərdi olaraq, bu texnologiyalar klinik praktikaya girməyə başlayan tibbi inkişaflara kömək etdi. Ancaq hər bir texnologiya ayrı -ayrı insan xəstəliklərinin bütün bioloji mürəkkəbliyini ələ keçirə bilməz. Çoxsaylı texnologiyaların inteqrasiyası biologiya və xəstəliyin daha əhatəli görünüşünü təmin etmək üçün bir yanaşma olaraq ortaya çıxdı. Bu araşdırmada, müxtəlif növ məlumatları birləşdirmə potensialını və bu yanaşmanın insan sağlamlığı və xəstəliklərində faydasını müzakirə edirik. Nadir və ümumi xəstəliklər, habelə xərçəng və transplantasiya biologiyası daxil olmaqla, xəstəliklərin başa düşülməsi, diaqnozu qoyulması və müalicəsinin məlumatlandırılması üçün məlumat inteqrasiyası nümunələri təqdim edirik. Nəhayət, inteqrativ omiklərin klinik tətbiqinin texniki və digər çətinliklərini müzakirə edirik.


    Bitki Genomikası və Proteomikası

    Bu heyrətamiz genomika sahəsinə dair hərtərəfli bələdçi. Bitki Genomikası və Proteomikası bitkilərin genomu, transkriptomu və proteomu arasındakı mürəkkəb əlaqənin inteqrasiya olunmuş, geniş şəkildə əlçatan müalicəsini təqdim edir. Bu aydın şəkildə yazılmış mətn oxucunu bitkilərin böyüməsinin, inkişafının və ətraf mühitə reaksiyasının unikal tərəflərini araşdırmaq üçün tətbiq olunan molekulyar üsullarla tanış edir. Əhatə dairəsinə daxildir:

    • Mövcud texnikalar və qarşıda duran problemlər kontekstində həll olunan funksional və struktur genomika
    • DNT və protein ardıcıllığı məlumatlarından necə istifadə etmək olar
    • Ən çox yayılmış kompüter proqramlarını seçmək və tətbiq etmək üçün praktiki mülahizələr
    • Genetik modifikasiya və patogenlərə qarşı müdafiə də daxil olmaqla biotexnologiya üçün tətbiqlərin nəzərdən keçirilməsi
    • Bioinformatika alətləri və Veb resursları
    • Son araşdırmalardan çoxsaylı nümunələr

    Oxucunun bitki biologiyası üzrə xüsusi biliyinin olmadığını fərz etsək, Bitki genomikası və proteomikası biotexnologiya, bitki biologiyası, genomika və bioinformatika üzrə tələbələr və tədqiqatçılar üçün əvəzolunmaz bir qaynaq təmin edir.

    Rəylər

    "... Hal -hazırda bitki molekulyar biologiyasında istifadə olunan üsullara hərtərəfli və aydın bir giriş." (E-STREAMS, iyul 2004)

    "Bitkinin genləri, quruluşu və funksiyası haqqında məlumat əldə etmək üçün istifadə olunan bir çox yanaşmanı təsvir edən müasir bir texniki bələdçi. Genetika və ya hüceyrə/molekulyar biologiya mövzusunda məlumatı olan şəxslər üçün faydalı bir nəşr." (Cənub təbiətşünası, Mart 2004)

    "... müəllif böyük və böyüyən bir sahəni ümumiləşdirmək üçün təqdirəlayiq bir iş görür." (Yale Biologiya və Tibb Jurnalı, İyul 2003)


    Dr. Diane M. Beckles

    1. Bitkilərdə karbon paylanmasının tənzimlənməsi və bunun ətraf mühitin stresinə cavab olaraq necə dəyişməsi 2. Nişasta qranulunun biosintezi və molekulyar quruluşu 3. Bağçılıq bitkilərinin məhsuldan sonrakı keyfiyyəti.

    Grad Group Əlaqələri

    İxtisaslar / Fokus

    • Ətraf mühit və inteqrativ biologiya
    • Genomika, Proteomika və Metabolomika
    • Model Bitkilər
    • Molekulyar Biologiya, Biokimya və Genomika

    Kurslar

    Mükafatlar və mükafatlar

    • Barbados Hökumət Təqaüdü, 1989.
    • Birlik Təqaüd Komissiyası Təqaüdü, 1995.
    • Tom ap Rees Memorial Mükafatı, 1997.
    • Cambridge Fəlsəfə Cəmiyyəti Təqaüdü, 1998.
    • İsrailə Fakültə Təqaüdü, 2017.
    • Müxtəliflik, Sərmayə və Daxiliyyət üzrə Kansler Təqaüdü, 2020.

    Peşəkar Cəmiyyətlər

    Dərəcələr

    • 1999 Kembric Universiteti Bitki Biokimya Universiteti, Böyük Britaniya
    • 1993 BS Biotexnologiya Universiteti Şeffild, Böyük Britaniya

    Nəşrlər

    Lara, mən, Drincovich, MF, Beckles, DM, Cao, S. (2020) Bağçılıq Bitkilərində Soyumağa Dözümlülüyün Fizioloji, Molekulyar və Genetik Perspektivləri. Bitki Elmlərində Sərhədlər Redaksiyası. Əlyazma nömrəsi: 602144.

    Albornoz, K., Chen. B., McCarthy, M., Zhang, L., Cantwell, M., Beckles, DM . (2020) Pomidorda məhsul yığımından sonrakı soyuqlama zədəsinin araşdırılması (Solanum lycopersicum L.) Maqnit Rezonans Görüntülemesi və hipometilasyon maddəsi olan 5-azasitidin istifadə edən meyvə. 1278 243-252. DOI 10.17660/ActaHortic.2020.1278.35.

    Dong, S., Zhang, F. Beckles, DM. (2020) Sitozolik protein kinaz STY46 Arabidopsis thaliana bitki böyüməsində və abiotik stresə cavabda iştirak edir. Bitkilər 9 (1), 57 Xüsusi Nəşr .

    Buaban, P. Beckles, DM, Mongkolporn, O. və Luengwilai, K. (2020). Pummeloda likopen yığılması (Sitrus meyvələri) artan temperaturdan təsirlənir. Beynəlxalq Meyvə Elmləri Jurnalı. DOI: 10.1080/15538362.2019.1605559.

    Chen, B., Saltveit, M., Beckles, DM . (2019). Soyuqdəymə stressi xiyarda DNT metilləşmə səviyyəsini dəyişir (Cucumis sativus) uzanma sürətini tənzimləmək üçün fidan kökü. Scientia Horticulturae 252: 14-19.

    Dong, S., Beckles, DM. (2019) Nişasta maddələr mübadiləsindəki dinamik dəyişikliklər, bitki mənşəli çökmə fəaliyyətini modulyasiya etməklə, abiotik stress altında daha yaxşı reaksiya verə bilər. J. Bitki Fiziologiyası. 234-235:80-93.

    Albornoz, K., Cantwell, M.C. Zhang, L., Beckles, DM. (2019) Albalı pomidor meyvəsində məhsul yığımından sonrakı soyutma zədəsinin inteqrativ təhlili, yetişmə və soyuq stresə qarşı kontrapuntal məkan-zaman reaksiyalarını ortaya qoyur. Elmi Hesabatlar 9, Məqalə nömrəsi: 2795. https://doi.org/10.1038/s41598-019-38877-0.

    Anagbogu, C., Bhattajarchee, R., Ilori, C., Dada, K.E., Gepts, P., Tongyoo, P., Beckles, DM (2019) Genotipləşdirmə sıralaması qəhvənin genetik müxtəlifliyini, qarşılıqlı əlaqəsini və yenidən təsnifatını qurur (Coffea canephoraPierre ex A. Froehner) Cənub-Qərbi Nigeriyada. Genetik qaynaqlar və məhsulun təkamülü. https://doi.org/10.1007/s10722-019-00744-2.

    Dong, S., Zhang, J., Beckles, DM (2018). Karbonun bölünməsi və paylanmasının yenidən qurulmasında nişastanın əsas rolu Ərəbidopsis taliana qısamüddətli abiotik stress altında. Elmi Hesabatlar 8 (1), 9314.

    Luengwilai, K., Beckles, DM, (Roessner, U., Dias, D., Jingtair, S.Ananas comosus L.) meyvə. Məhsuldan Sonra Biologiya Texnologiyası 137:56-65.

    Thitisaksakul, M., Arias, M-C., Dong, S., Beckles, DM (2017) Düyüdə Glikogen Sintaza Kinazanın (OsGSK3) həddindən artıq ifadəsi (Oryza sativa) kök nişastasına güzəştli karbon ayrılması yolu ilə şoranlığa dözümlülüyü artırır. Funksional bitki biologiyası 44 (7), 705-719.

    Thitisaksakul, M., Dong, S., Beckles, D.M . (2017) Düyü Glikogen Sintaz Kinaza bənzər 5 (OsGSK5), duzluluq stress reaksiyasını qaynaq-çökmə adaptasiyasına necə birləşdirir: Təklif olunan bir model. Bitki siqnalizasiya davranışı 12 (12) e1403708.

    Mtunguja, M. Thitisaksakul, M., Henry, L., Shoemaker, C.F., Muzanila, Y.C., Beckles, DM. (2016), Tanzaniyadan olan 6 fermerin üstünlük verdiyi manyok genotipinin nişastalarının morfoloji, struktur və funksional xüsusiyyətləri. Starke/Nişasta 68 (5-6), 514-527.

    Luengwilai, K., Beckles, DM, Jingtair, S. (2016) Ananasın məhsuldan sonra daxili qızartması ( Ananas comosus L.) meyvə floemdə əmələ gəlir. J. Bitki fiziologiyası 202: 121–133.

    Thitisaksakul, M., Tanadul, O., Tananuwong, K., Chung, A., Shoemaker, C.F., Beckles, DM. (2015) Nişasta və zülalın fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərini qiymətləndirərək torpağın duzluluğunun düyü məhsulu, taxıl tərkibi və duyğu keyfiyyətinə təsiri. J. Kənd Təsərrüfatı Qida Kimyası 63: 2296-2304.

    Beckles, DM, Thitisaksakul, M. (2014) Taxıllarda nişasta mühəndisliyi üçün biotexnologiyanın istifadəsi. Ensiklopediya Biotexnologiya Kənd Təsərrüfatı Qida. 10.1081/E-EBAF-120051354.

    Tao, F., Zhang, L., McCarthy, M., Beckles, DM , Saltveit, M.E. (2014) Maqnit rezonans görüntüləmə, Micro-Tom pomidorunda CI-nin məkan həllini təmin edir (Solanum lycopersicum L.) meyvə. Hasat sonrası Biologiya Texnologiyası . 97: 62-67.

    Luengwilai, K., Beckles, DM , Pluemjit, O, Siripanich, J. (2014) Makapuno Coconut'un Hasat Sonrası Saxlanması (Cocos nucifera L.). Scientia Horticulturae 175: 105-110.

    Tanadul, O., vanderGheynt, J., Beckles, DM , Powell, A.L.T ,. Labavitch, J.L (2014) Yüksək CO2 konsentrasiyasının bir bioyanacaq xammalı olaraq yosun nişastasının keyfiyyətinə təsiri. Biotexnologiya və biomühendislik 111: 1323-1331.

    Beckles, DM & Thitisaksakul, M (2014) Ətraf mühitin stressi taxıl endospermində nişastanın tərkibinə və funksionallığına necə təsir edir. Starke / Nişasta 66: 58-71.

    Thititsasakul, M., Jimenez R.C., Arias, M.-A., Beckles, DM. (2012) Ətraf mühit faktorlarının nişasta sintezi və tərkibinə təsiri. J. Taxıl Elmi 56 (1): 67-80. 26.

    Hazard, B., Zhang, X., Colasuonno, P., Uauy, C., Beckles, DM, Dubcovsky, J. (2012) Nişasta Şaxələnmə Enzimi II (SbeII) genində əmələ gələn mutasiyalar tetraploid buğdada amiloza miqdarını artırır. Bitkiçilik Elmləri . 52 1754-1766.

    Roessner, U. & amp Beckles, DM (2012) "Duzluluq tədqiqatı üçün Metabolomika." "Molekulyar Biologiyada Metodlar" (Eds S. Shabala, T.A Cuin) seriyası üçün Bitki Duzuna Dözümlülük Humana Press, ABŞ (Mətbuatda).

    Beckles, DM, Tananuwong K, Shoemaker, CF. Yüksək Molekulyar Çəki- Dx5 alt vahidini həddindən artıq ifadə edən transgen buğdanın nişasta xüsusiyyətləri dəyişdirilməmiş buğdada olanlara əhəmiyyətli dərəcədə bərabərdir (2012). J. Qida Elmləri 77 (4): 437-442.

    Beckles, DM, Hong, N, Stamova, L, Luengwilai, K. (2012) Pomidor (Solanum lycopersicum L.) meyvə şəkər tərkibinə təsir edən biokimyəvi faktorlar. Meyvələr 67 (1): 1-23.

    Luengwilai K, Beckles DM, Saltveit, ME. (2012) Məhsul yığılmış Micro-Tom pomidor meyvələrinin soyudulması-zədələnməsi temperaturun əvvəlcədən işlənməsi ilə azalır. Hasat sonrası Biologiya Texnologiyası 63 (1): 123-128.

    Luengwilai K, Saltveit, ME, Beckles DM. (2012) Yığılmış Micro-Tom pomidorunun (Solanum lycopersicum L.) meyvəsinin metabolit tərkibi GC-MS metabolik profilləşdirmə ilə göstərildiyi kimi soyuducu və qoruyucu istilik-şok müalicələri ilə dəyişdirilir. Hasat sonrası Biologiya Texnologiyası 63 (1): 116-122.

    Beckles DM (2012) Pomidorun məhsuldan sonrakı şəkər tərkibinə təsir edən amillər Solanum lycopersicum L. meyvəsi. Məhsuldan Sonra Biologiya Texnologiyası 63 (1) 129-140.

    Beckles, DM & Roessner, U. (2011) Bitki Metabolomikası - Kənd təsərrüfatı biotexnologiyası üçün tətbiqlər və imkanlar. "21-ci Əsrin Kənd Təsərrüfatı Bitkiləri Biotexnologiyası" nda (eds) A. Altman & amp P. Hagewawa, P. Elsievier s. 67-80.

    Luengwilai K, Fiehn O & amp Beckles DM. (2010) Ümumi həll olunan bərk maddələrdə dəyişən iki pomidor (Solanum lycopersicum L.) genotiplərində yarpaq və meyvə mübadiləsinin müqayisəsi. J. Kənd Təsərrüfatı Qida Kimyası 58 (22):11790-800.

    Uhlmann, N & amp Beckles DM. (2010) Saxlama məhsulu və becərilən və yabanı buğdanın endosperminin transkripsiya profili. J. Tətbiqi Genetika 51(4):431-47.

    Luengwilai K, Ayaqqabıçı, CF Tananuwong K, Beckles DM. (2010) Nişasta tərkibi və kristal quruluşu, pomidorda meyvə fiziologiyası və nişasta metabolizması ilə çox az əlaqə göstərir. J. Kənd Təsərrüfatı Qida Kimyası. 58 (2): 1275–1282.

    Luengwilai K & amp Beckles DM. (2010) Climacteric etilen pomidor cv-də soyuqlama zədələnməsinin başlanması üçün vacib deyil. Ailsa Craig J. Saxlanılan Məhsul Sonrası Hasat Res. 1 (1): 1.

    Stamova BS, Laudencia-Chingcuanco, DL, Beckles DM (2009) hexaploid buğdanın inkişaf edən taxılında nişasta biosintezinin transkriptomik təhlili. Intl J. Bitki Genomikası. Cild 2009, məqalə nömrəsi 407426.

    Luengwilai K & amp Beckles DM (2009b) Starch granules in tomato fruit show a complex pattern of degradation. J. Agriculture Food Chemistry 57 (18): 8480-7.

    Luengwilai, K. & Beckles, DM (2009a) Morphology and structural features of starch from two tomato cultivars varying in fruit starch content. J. Agriculture Food Chemistry. 57 (1): 282–291.

    Stamova, BS, Roessner, U, Suren, S, Laudencia-Chingcuanco, DL, Bacic, T, Beckles DM. (2009) Metabolic profiling of transgenic wheat over-expressing the High Molecular Weight Dx5 glutenin. Metabolomika 5(2):239-252.

    Roessner, U & Beckles, DM (2009). Metabolite measurements. In: Plant Metabolic Networks (Ed) J. Schwender. Springer NY pp 39-69.

    Leterrier, MS, Holappa, LD, Broglie, KE, Beckles, DM, (2008) Cloning, characterisation and comparative analysis of a starch synthase IV gene in wheat: functional and evolutionary implications. BMC Plant Biology 8:98.


    Mücərrəd

    Alzheimer’s disease (AD) is characterized by non-linear, genetic-driven pathophysiological dynamics with high heterogeneity in biological alterations and disease spatial-temporal progression. Human in-vivo and post-mortem studies point out a failure of multi-level biological networks underlying AD pathophysiology, including proteostasis (amyloid-β and tau), synaptic homeostasis, inflammatory and immune responses, lipid and energy metabolism, oxidative stress. Therefore, a holistic, systems-level approach is needed to fully capture AD multi-faceted pathophysiology.

    Omics sciences – genomics, epigenomics, transcriptomics, proteomics, metabolomics, lipidomics – embedded in the systems biology (SB) theoretical and computational framework can generate explainable readouts describing the entire biological continuum of a disease.

    Such path in Neurology is encouraged by the promising results of omics sciences and SB approaches in Oncology, where stage-driven pathway-based therapies have been developed in line with the precision medicine paradigm.

    Multi-omics data integrated in SB network approaches will help detect and chart AD upstream pathomechanistic alterations and downstream molecular effects occurring in preclinical stages.


    Videoya baxın: cucenin emele gelmesi (Sentyabr 2022).


Şərhlər:

  1. Ori

    Mən belə bir şey eşitdim, amma bu cür detalda deyil, amma materialı haradan almısınız?

  2. Vance

    Bu barədə heç nə bilmirəm

  3. Nikasa

    This is not the case))))

  4. Tojak

    Not an expert?

  5. Dorien

    No, however.



Mesaj yazmaq