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生命组学  061M4024H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:于军等
课程编号: 061M4024H 课时: 60 学分: 4.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:于军等
英文名称: Life Omics/Life Science (Omics)

教学目的、要求

教学内容包括:以基因组学、表观组学、RNA组学、蛋白质组学、代谢组学等为代表的生命科学前沿发展日新月异,生命组学将先容这些领域的基本概念、常用技术与新进展。“组学”的基本属性是高度平行性和规模化研究,生命组学的基本研究内涵包括如下几个基本领域的科研成果:(1)生物医学(生理-剖解板块);(2)分子与细胞生物学(分子-细胞板块);(3)遗传与群体遗传学(基因型-表型板块);(4)多流系统生物学(生物学现象-组学说明板块)。
教学目的包括:(1)先容生命组学各领域的基本概念和基本科知识题;(2)全面和深入地先容生命组学各领域的主要技术;(3)总结生命组学各领域的最新进展和发展趋势。

预修课程

生物化学、分子生物学

教 材

主要内容

前言 (4学时)
1、从“人类基因组计划”到“精准医学”(4学时,教师:于军)
1.1 	《人类基因组计划》与基因组学的30年过去
1.2		“精准医学”的启动与未来的基因组学
1.3		基因组学的“大数据时代”
第一部分:基因组学 (34学时)
2、基因组学技术(10学时)
2.1		基因组学研究基本技术先容
2.1.1	DNA测序技术(4学时,教师:于军)
2.1.2	数据库与生物信息技术(6学时,教师:章张)
高通量测序技术的飞速发展促使产生了海量的基因组学数据。基因组分子序列的组成成分,包括核苷酸、密码子和氨基酸,其在不同物种甚至同一物种内的不同基因中各不相同,其差异与基因的演化、功能以及转录调控等紧密相关。基于此,本课程将围绕基因组组分主要先容三方面内容:(1)、GC含量和嘌呤含量;(2)、密码子使用偏好;(3)、自然选择压力与同义突变和非同义突变。
3、	谱系基因组学入门(20学时)
3.1		原核基因组学研究(6学时)
3.1.1	遗传密码与遗传密码的起源(2学时,教师:肖景发)
遗传密码起源主要讲述遗传密码表重排的重要性,并结合遗传密码表重排提出遗传密码的逐步进化假说,同时和几种主流的遗传密码演化假说进行比较,遗传密码逐步进化假说的合理性和重要性。
3.1.2	宏/泛基因组(4学时,教师:肖景发)
宏/泛基因组学主要讲述宏基因组学和泛基因组学的定义、研究内容和重要意义,简要先容目前宏基因组学和泛基因组学的研究方法,并举例先容宏基因组学和泛基因组学研究的重要性、研究过程以及重要应用
3.2	植物基因组学(6学时,教师:于军)
3.3		脊椎动物基因组学(4学时,教师:于军)
3.4		节肢动物基因组学(4学时,教师:于军)
4、	人类基因组学与群体遗传学(4学时)
4.1		全基因组关联研究(GWAS)(4学时,教师:曾常青)
	人类基因组的多态性及其研究方法:基因组多态类型,不同基因组类型及其主要研究手段; 疾病和肿瘤基因组:基因组突变、多态与疾病发生,疾病易感性的研究方法和现状,肿瘤与突变;基因组与精准医学:基因组研究成果与疾病机制和干预,精准医学概念。
第二部分:表观组学与RNA组学  (8学时)
4.2		达尔文主义与拉马克主义的新理解(2学时,教师:于军)
4.3		表观遗传学的基本概念与应用(2学时,教师:王前飞)
主要讲授人类的表观遗传学、表观遗传与肿瘤、精准医学等概论及当前相关领域的重要发现。包括表观遗传学的基本概念和理论,表观遗传在肿瘤发生发展中的重要作用,如何利用表观遗传学测序分析体系研究人类肿瘤的分子机制;表观遗传药物在肿瘤治疗方面的临床应用及对精准医学治疗的影响等内容。让学生系统掌握表观遗传与疾病相关的基本概念和理论、研究方法和发展前沿。
4.4 	RNA组学的基本概念与技术(4学时,教师:于军)
第三部分:蛋白质组学及其他组学概论(14学时)
5、蛋白质组学(8学时,教师:肖敬发、郎明林)
5.1		蛋白质组学技术(4学时,教师:郎明林)
主要讲述蛋白质组学研究中蛋白质组份的鉴定和定量分析技术,包括生物质谱的基础常识,基于化学降解法的蛋白质测序技术、 荧光定量蛋白质分析技术、蛋白质芯片技术,以及基于质谱的蛋白质组份鉴定和定量分析技术。 以具体的研究成果为例,让学生领会和掌握组学的研究思想和重要研究技术的应用策略。
5.2		蛋白质组学概论(4学时,教师:肖景发)
蛋白质组学的定义以及重要研究内容,并详细先容蛋白质结构的基础常识、如何通过生物信息学的方法进行蛋白质结构预测、功能预测和相互作用研究等。
6、代谢组学(2学时,教师:于军)
7、其他组学(2学时,教师:于军)
7.1		暴露组学
7.2		连接组学
考试(2学时)
教学方式: 80 % 课堂授课 + 20 % 研讨/论文阅读
考核方式:课后作业(20%)+ 考勤(10%)+课堂笔记(10%)+ 闭卷考试(60%)

参考文献

1.	基因组III;T.A.布朗;袁建刚(译);科学出版社。
2.	第二代测序信息处理; S.M.布朗; 吴佳妍,肖景发,于军(译); 科学出版社。
3.	M. R. 威尔金斯,R. D. 阿佩尔, K. L. 威廉斯等著,张丽华,梁振,张玉奎等译。蛋白质组学研究-概念、技术及应用,科学出版社,2010。
4.	National Research Council, Mapping and sequencing the human genome. 1988, NAS Press.
5.	National Research Council, Toward precision medicine: building a knowledge network for biomedical research and new taxonomy of disease. NAS Press,2011.
6.	Trewavas A. A Brief History of Systems Biology. Plant Cell, 2006, 18: 2420–2430.
7.	Yu J. (2013) Ten years after the Human Genome Project: from genome biology to precision medicine. Chinese Journal of Nature. 35: 326–331. (Pubished in Chinese with English abstract)

授课时间: 星期二, 第5、6节
授课地点: 教2-201
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18

授课时间: 星期四, 第5、6节
授课地点: 教2-201
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18

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