分子生物学新技术作业_分子生物学新技术

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名词解释：

Metabolomics：代谢组学是通过考察生物体系（细胞、组织或生物体）受刺激或扰动后（如将某个特定的基因变异或环境变化后），其代谢产物的变化或其随时间的变化，来研究生物体系的一门科学。

MicroRNA：miRNA是由21~25个核苷酸组成的非编码RNA；它通过与靶基因的3-UTR的配对，促进mRNA的降解或抑制mRNA的翻译从而抑制其靶基因的表达；它在生物体生长发育、细胞增值、分化、凋亡以及人类各种疾病等的发生发展过程中发挥重要的调控作用。

问答题

1.代谢组学的辅助研究手段有哪些，各有何特点？

（1）气相色谱-质谱联用技术 ：特点：串联两个色谱柱，高分辨率、高灵敏度、高峰容量。

（2）液相色谱-质谱联用技术 ：适用于短时间内选定靶标化合物的检测；UPLC相对于传统的HPLC有更好的分离效率、峰容量、及灵敏度，提供更适合与质谱联用的接口，有助于检出更多的代谢物。提高方法通量、灵敏度，改善与质谱联用的定性定量结果。UPLC与质谱联用为代谢组学研究提供更加高效、灵敏的研究平台。

（3）毛细管电泳-质谱联用技术 ：以毛细管为分离通道, 采用高压直流电场为驱动力的的新型液相分离技术，通过离子化合物的质荷比（m/z）不同造成迁移速率不同来实现分离。适用于普通反相色谱柱不易保留的离子性代谢物的分离分析

（4）核磁共振技术：基于具有自旋性质的原子核在核外磁场的作用下，吸收射频辐射而产生的能级跃迁谱学。主要用于反应化合物结构中的H和C原子的位置信息。

2.MicroRNA的研究方法有哪些？

（1）miRNA基因芯片技术：高通量检测miRNA表达情况的最佳选择；（2）PAGE/Northern blotting杂交法：可用于miRNA表达水平的定量检测，还能与RNA marker结合使用检测miRNA分子的大小，用来排除其他小分子RNA的污染；（3）原位杂交：可直观显示生物体miRNA的时间和组织特异性表达谱；（4）miRNA实时定量PCR：可高度灵敏地检测出低丰度表达地靶分子，适用于高通量筛选。

3.举例探讨代谢组学在临床研究中有哪些应用？

药物研发，疾病研究，植物代谢组学，微生物代谢组学，中药现代化。如：应用实例：Yang Jun 等运用安捷伦公司的高效液相色谱系统配合API公司的Q-TRAPLC液相质谱系统。研究50个健康人和慢性乙肝病人的血清样本，经过脱蛋白处理。经过去噪音，峰型尖锐化等处理。使用PLS-DA处理代谢数据，研究确定了代谢物标记分子；微生物菌株细胞提取物的代谢分析（糖酵解，磷酸戊糖循环）；2型糖尿病小分子丙酮醛修饰胰岛素检验诊断方案等。

4.谈谈MicroRNA与疾病相关性

MicroRNA与人类疾病包括肿瘤、糖尿病、炎症、心脏疾病、病毒感染等的发生密切相关。MicroRNA造成疾病发生的可能原因有：突变、基因表达失活、低效转录等原因造成的microRNA表达下调；启动子区域基因扩增或突变等原因造成的microRNA表达上调等。MicroRNA引发肿瘤的可能原因：（1）microRNA与细胞的增殖、分化、凋亡密切相关，而肿瘤则是由细胞增殖、分化、凋亡功能紊乱而引发的 ；（2）许多microRNA的基因位于基因组中易发生断裂、移位、缺失等变异的区域 ；（3）与正常组织相比，在恶性肿瘤和肿瘤细胞株中普遍存在着对microRNA的表达失控。MicroRNA引发糖尿病的可能原因：（1）MicroRNA参与胰岛素的合成分泌调节；（2）MicroRNA对血糖代谢起着直接或间接的调控作用；（3）MicroRNA与脂质代谢密切相关。