文档介绍：宏基因组学
研究现状和发展趋势
宏基因组学通过直接从环境样品中提取全部微生物的 DNA,构建宏基因组文库,利用基因组学的研究策略研究环境样品所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能。
宏基因组学研究已渗透到各个领域,包括海洋、土壤、热液口、热泉、人体口腔及胃肠道等,并在医药、替代能源、环境修复、生物技术、农业、生物防御及伦理学等各方面显示了重要的价值。
宏基因组学
也称微生物环境基因组学, 环境基因组学,元基因组学,生态基因组学。
环境基因组学建立在对疾病病因认识的基础上,深入探讨环境胁迫- 基因、基因- 基因间交互作用。其目标是研究环境胁迫对机体遗传变异的过程和机理,包括发掘环境应激和应答基因的多态性,探究这些多态性基因的功能及其与患病风险的关系,其与毒理基因组学密切相关,是在人类基因组基础上发展的功能基因组学内容之一。
为什么要研究宏基因组学呢?
99%以上的微生物未(难)被纯培养, 对微生物世界的认识集中在不到1%的微生物上
人们对微生物的认识主要基于实验室纯培养的单一微生物物种,对微生物群落作为整体的功能的认识远远落后于对其个体的认识
环境基因组学的研究方法
以基因组学技术为依托
主要的程序包括:
1、从环境样品(例如土壤)中直接提取 DNA;
2、将 DNA克隆到合适的载体中;
3、将载体转化到宿主细菌建立环境基因组文库;
4、对得到的环境基因组文库进行分析和筛选。
由于环境基因组的高度复杂性,需要通过高通量和高灵敏度的方法来筛选和鉴定文库中的有用基因。
筛选技术大致可分为4类:
第 1类基于核酸序列差异分析(序列驱动);
第 2类基于克隆子的特殊代谢活性(功能驱动);
第 3类基于底物诱导基因的表达;
第 4类基于包括稳定性同位素和荧光原位杂交在内的其它技术。
序列分析法
需要根据已知的基因和基因表达产物的保守序列设计引物和探针,PCR是序列分析中最常用的技术。
对鉴定新的基因成员有一定的局限性,但它已被有效地用于鉴定系统发育学中的标志基因(如 16S rRNA基因)和带有高度保守域的酶基因(如聚酮化合物合成酶、葡萄糖酸还原酶和腈水合酶等) 。