基因组学技术分别应用哪些分析手段

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基因组学技术分别应用哪些分析手段

基因组学（英文genomics），研究生物基因组和如何利用基因的一门学问。用于概括涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学分支。该学科提供基因组信息以及相关数据系统利用，试图解决生物，医学，和工业领域的重大问题基因组研究应该包括两方面的内容：以全基因组测序为目标的结构基因组学（structural genomics）和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学（functional genomics），又被称为后基因组（postgenome）研究，成为系统生物学的重要方法。基因组学能为一些疾病提供新的诊断，治疗方法。例如，对刚诊断为乳腺癌的女性，一个名为“Oncotype DX”的基因组测试，能用来评估病人乳腺癌复发的个体危险率以及化疗效果，这有助于医生获得更多的治疗信息并进行个性化医疗。

基因组学还被用于食品与农业部门。基因组学的主要工具和方法包括：生物信息学，遗传分析，基因表达测量和基因功能鉴定。基因组学出现于1980年代，1990年代随着几个物种基因组计划的启动，基因组学取得长足发展。相关领域是遗传学，其研究基因以及在遗传中的功能。 1980年，噬菌体Φ-X174;(5,368 碱基对)完全测序，成为第一个测定的基因组。

怎样分析一个新的基因

分析新的基因方法：

工具/原料

基因表达数据的csv文件

数据的分组信息的csv文件

Excel

准备数据文件

首先我们需要一个表达谱数据的csv文件表。这些基因表达数据一般是在实验结束之后就会产生，是我们分析的源文件。

表达谱的格式为：

文件的A1单元格留白；

文件的第一行，写的是样本的唯一识别号，这个识别号可以自行指定，但请确保每个样本为一列且识别号都不同。

文件的第一列（A列），写的是基因简称，每个基因在HGNC网站的列表中都有且唯一。

数据格式如图所示：

其次我们需要一个记录着表达谱数据的来源和分组的csv文件表。

这一个csv文件记录着每一个样本的分组和其他信息。

分组信息表的格式为：

文件的A1单元格留白；

文件的第一列（A列），写的是样本的唯一识别号，这个识别号与表达谱数据表中的样本识别号一一对应。

文件的第一行则记录着对应的分组信息，并且分组信息一般命名为groups。

数据格式如图所示：

END

进行分析

登录基因云馆，右上角点登录系统。输入账号密码进行登录。没有账号可以快速免费注册一个。

右侧选择 “预处理 >；表达集生成器”。

将上一步准备好的文件“表达谱数据的csv表文件”放入matrix;

“表达谱分组信息的csv表文件”放入pData;

最后填写一个saveName表示保存文件的文件名。

点击运行

生成与步骤2中的saveName填写的文件名对应的RData数据文件就可以进行后续的差异分析了。

同时，最好点击eSet_create.html报告查看生成的文件的简要信息。

END

差异基因分析

右侧选择“差异分析 >；差异基因分析”；

在inputset*栏目里放入上一步生成的RData，剩余参数如下选择。

logFC代表倍增关系，一般是1-2，这里请选择1，如果差异基因过少可以适当降低；

pvalue代表p值，一般选择0.05，这里即选择0.05，如果差异基因过多可以适当降低；

genenamesets代表要单独显示表达变化的基因，这里填写可以 AHNAK2;

点击“运行”进行分析。

分析时间长度约为1-2分钟；

点击结果页面的DEG_GENE.html链接，查看结果报告。

差异基因的结果也就做出来了。你也可以试试其他参数，获得理想的结果。

基因功能分析的方法

基因功能的研究思路主要包括： 1.基因的亚细胞定位和时空（发育期或梯度药物处理浓度，不同组织/器官）表达谱； 2.基因在转录水平的调控（可以通过genome walking PCR或通过已有的资源库寻找该基因的启动子等转录调控区域，通过单杂交或ChIP等技术，寻找该基因的转录调控蛋白） 3.细胞生化水平的功能研究（也就是蛋白蛋白作用复合体的寻找验证，具体方法有酵母双杂交， GST pulldown, co-IP, BRET, FRET, BiFc等等，对该基因的表达产物做一个细胞信号转导通路的定位） 4.gain-of-function & loss-of-function：也就是分别在细胞和个体水平，做该基因的超表达和knockdown（或knockout），从表型分析该基因的功能. 功能研究应从完整的分子-细胞-个体三个层次研究，综合分析. 关于基因的表达和定位，可以这样去做： 1. mRNA水平检测基因表达：选择表达目的基因的组织/细胞（发育不同时期、机体不同部位、加处理因素...），提取RNA，反转录，做RT-PCR或real time RT-PCR，检测基因的表达情况/变化。

（或者以northern blot、Rnase protection assay方法，检测基因的mRNA表达情况/变化。） 2. 蛋白质水平检测基因表达：选择相应的组织/细胞，以Western blot、免疫组化（OR免疫荧光）检测目的蛋白的表达。 3. 检测目的蛋白的细胞定位：将目的基因克隆至带荧光标签（如GFP）的表达载体，在适合的模式细胞中表达，在活细胞中观察蛋白的细胞定位。