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  • 新京报:螺旋藻“铅检测”疑似削足适履
    社论   检测标准朝令夕改,监管部门的公信力以及公众的安全感势必要受到损害。   据新华社报道,2月29日,国家药监局在下发给各地食药监局《关于加强以螺旋藻为原料的保健食品监督检查的通知》中指出,绿A、汤臣倍健等多个螺旋藻品牌产品存在“铅超标”。此事曝光后,国家药监局前日又发布“以螺旋藻为原料的保健食品重金属专项监督检查结果”,称上述多个品牌螺旋藻铅含量并未超标。   同样的监管部门,检测同样的产品,却是两种迥然不同的结论,真叫人大跌眼镜。经记者调查,原来,药监局的两次检测,遵循了两个标准,一个是“一般产品”标准,铅标限值2.0mg/kg,另一个是“以藻类和茶类为原料的固体饮料和胶囊产品”标准,限值为0.5mg/kg。之所以如此,是因国家标准未规定螺旋藻片剂的铅标限值。   可问题是,虽然国家标准不明确,但药监部门对于螺旋藻食品的监督执法,一向是参照较严的标准,即0.5mg/kg,一些地方监管部门曾就此认定,含铅量为“0.79”和“0.87”的某品牌螺旋藻为不合格,要求对该品牌产品予以封存、销毁。多家保健品企业也表示,他们所执行的螺旋藻片剂的铅含量检测标准一直为“0.5”。可为何舆论曝光这些知名的螺旋藻品牌“铅超标”后,药监部门突然改弦更张,弃严格标准不用,转而参照宽松的2.0mg/kg标准?此事若无一个合理解释,监管部门的公信力以及公众的安全感势必要受到损害。   倘若药监部门如今依照宽松的铅含量标准才是正确的,那是否意味着,此前绿A、汤臣倍健等螺旋藻产品的检测,适用标准错误?以此推论,因为药监部门的“失误”,导致这些螺旋藻产品品牌形象受创,销售量减少,企业蒙受了巨大的经济损失,药监部门是不是应承担责任?是不是意味着,此前被强制销毁含铅量超标的螺旋藻产品其实是合格的,药监部门是否在滥用权力,是否应当赔偿该企业的损害?   监管部门手中掌握的权力,事关一个品牌的生死,一家企业的兴亡,影响民众的生命健康,这种权力的运用不可不谨慎。现在药监部门的做法给公众的印象,却是草率的,前后铅含量适用标准的不一致,似有削足适履、让本不该合格的螺旋藻产品“被合格”之嫌。   回顾此次螺旋藻检测风波,监管部门的作为令人玩味。从一开始绿A、汤臣倍健等螺旋藻产品的“铅超标”对公众秘而不宣,仅供内部传达,到现在明知公众期望更安全的低铅含量标准,反而对企业放松标准,似乎是,企业的经济利益要高过民众的生命健康,专业科学的判断要让位于市场的“稳定”。   螺旋藻含铅从不合格到合格,不免让人担忧,之前对食品药品“合格”的认定,会不会还存在隐患。食品药品安全的监管,显然不能有如此的宽容度和不确定性,对于类似漏洞,建议立法和行政部门,尽快在制度上打上补丁。
  • 人民日报:“诺奖效应”能推动中医走多远
    p style=" text-align: center "    img title=" u=515896581,1046558850& amp fm=11& amp gp=0.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/7be51b3e-fb14-45e6-9dc8-cd0e50d75b6c.jpg" / /p p   85岁的中国中医科学院终身研究员屠呦呦开启了诺奖之旅。北京时间12月7日晚,瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔大厅,屠呦呦用中文发表题为《青蒿素——中医药给世界的一份礼物》的演讲。10日,她还将出席颁奖典礼,实现中国大陆科学家诺奖零的突破。 /p p   屠呦呦获得诺奖,使一向被质疑“不科学”的中医,终于吐气扬眉、为国争光,更让世界认识到了中医药这个伟大宝库,也被业界认为是岐黄之术发扬光大的最好时机。对中医药宝库来说,青蒿素的发现,不过是“小荷才露尖尖角”,人们相信,中国传统医学带给世界的礼物,会越来越多。 /p p   但也有人担心,“诺奖效应”有限。如果制约中医药发展的根本性障碍不能破除,青蒿素获得诺奖这一事件,不过是打了一针兴奋剂,一时风光无限,却易潮涨潮退,中医药“捆着手脚”的发展处境仍难扭转。 /p p   忧虑并非多余。 /p p   在2015年诺贝尔奖生理学或医学奖得主新闻发布会上,屠呦呦说:“青蒿素一旦产生耐药性,就需要再花十年时间研究新药。”科学家的担忧是理性的。青蒿素尽管来源于中医药,却是一个不折不扣的西药。在人类与疟疾的斗争中,无论是最初“抗疟神药”氯喹,还是如今的“中国神药”青蒿素,临床应用上都容易产生耐药性。这根源于“对抗医学”,是西医学无法解决的通病。耐药细菌出现了,超级病毒诞生了,人类会陷入无药可医的窘境。 /p p   以肺结核为例,曾经一度销声匿迹,近年却卷土重来。随着西医药局限性的凸显,中医药的独特作用引人注目。遵循“道法自然”“天人合一”的思想,中药极少出现耐药性,展现出中医和平介入、系统治疗模式的强大优势。这也难怪屠呦呦老人多次强调:“青蒿素是一个古老中药的真正馈赠。”如果不能继续挖掘、善用,浪费馈赠还算小事,更重要的,是不能造福世人。 /p p   屠呦呦老人对青蒿素前景的担心,也是人们对中医药前景的担心。不可否认,近年来,中医药在国内的发展取得长足进展,这把打开中国传统文化的“钥匙”,正在惠及更多民众。然而,中医药长期处于被审视、被验证的地位并没有得到根本改变。源于西方的评价审批体系,常常强迫“不科学”的中医药“削足适履”、委屈地穿上西医的鞋子。中医西化、中药西管,缺乏灵活和本土特色的机制,以至于有人戏称,“杀死中医不用刀,强制西化就能让其武功尽废”。话虽尖锐,却是警醒:作为一种独特的医药资源、潜力巨大的经济资源,一种具有原创优势的科技资源、优秀的文化资源,如果我们自身不注重传承、不注重创新、不注重弘扬,“有宝挖不出”,那么今后,只怕类似青蒿素的药品,都将成为“中西医结合”的产物,中国也只能成为“中医的故乡”——倘如此,我们将如何面对先祖? /p p   从2011年获得拉斯克奖,到2015年获得诺贝尔奖,中医药早已不是“养在深闺人未识”,这让人们对中医药未来多了自信。借助诺奖劲风,如果能重新审视定位中医药,打破束缚发展的痼疾,加快建立激励机制,让古老的中医药在现代科学体系里光大发扬,那么,诺奖就不再只是世界吹向中国的一阵风,“诺奖效应”才会发挥更大效用。如此,才能有更多“青蒿素”走向世界,让更多“屠呦呦”造福民众。 /p
  • 2010年北京光谱仪器分析应用学术报告会在京召开
    为了加强光谱仪器分析应用技术交流,使广大分析工作者了解光谱技术进展,及时掌握光谱最新应用,进一步提高我国分析测试技术水平,作为“第八届中国国际科学仪器及实验室装备展览会(CISILE 2010)”重要组成部分之一的“2010年北京光谱仪器分析应用学术报告会”在北京展览馆与展会同期召开,报告会由清华大学孙素琴教授主持,70多位专家学者及分析工作者参加了此次报告会。 光谱报告会现场 北京矿冶研究总院符斌教授 报告题目:原子光谱仪器及分析技术动态 ——从BCEIA2009仪器展览会看原子光谱分析仪器进展   符斌教授谈到,经过近几年的整合发展和科技攻关成果的应用,国产仪器公司及厂家在BCEIA 2009上推出了具有各自特色和专利技术的分析仪器,在评出的14项BCEIA2009金奖项目中,涉及光谱分析仪器方面的有5台,与样品预处理相关的设备5台,这充分反映了国内光谱生产厂家在光谱分析仪器上的实力。   从技术上看,光谱分析的理论已趋近完善,如何提高仪器测定的稳定性和分析性能是光谱分析仪器的发展目标 而拓宽光谱仪器的应用范围所遇到的难度不亚于开发一种新的仪器,在深化产品功能方面仍需要结合现代高新技术的应用。作为商品仪器要适应现代快速检测的需要,必然是向实用化、小型化、普及化方向发展。   近年来,原子光谱技术的进展开始向远紫外领域拓展,同时,标准对光谱仪提出了更高要求,因此,光谱仪必须适应标准化发展的需要。此外,随着便携式直读光谱仪不断提高的测定精度和定量的准确性,便携式XRF光谱仪正在进入各种应用领域,原子吸收光谱仪也出现了手提箱式的不用外接电源和气源的小型仪器。 钢铁研究总院测试所余兴工程师 报告题目:辉光放电光谱仪的新进展   余兴工程师介绍到,辉光放电光谱是一种基于惰性气体在低压下放电的原理而发展起来的光谱分析技术。近几年来,辉光放电光谱仪在技术上较为完善。目前,首台国产的GDL 750辉光放电光谱仪已于2009年BCEIA展会上强劲登场。   与其他光谱分析方法相比,辉光放电光谱在成分分析方面最为突出的是分析样品时基体效应小,同时具有低能级激发、谱线宽度窄、谱线干扰小和自吸收效应小的特点,能同时分析不同组织结构和基体的样品,建立元素含量范围很宽的校准曲线(可达10个数量级),同时在分析中不易受到其他元素的干扰,在分析高含量元素方面也有突出表现。   在深度分析方面,辉光放电光谱仪具有其他分析仪器所不具备的优越性能,可以在几分钟内分析得到十个微米以内的所有元素沿深度方面连续分布情况,已成为一种表面和逐层分析的重要手段,目前,在纳米级薄膜材料和复杂涂镀层方面取得了一定进展。   随着辉光放电光谱仪的普及应用,辉光放电标准亦相继出台,但总体上还是滞后,今后仍需加大辉光放电光谱国际标准的转化工作,以满足辉光放电光谱仪的应用需求。 清华大学孙素琴教授 报告题目:中药红外光谱的分析与鉴定 ——中药质量控制的红外光谱方法   孙素琴教授说到,中药标准化是要建立符合中医理论的特有药物标准体系,而非让中药削足适履去迎合西药的标准。现存中药质量标准普遍存在人工鉴别主观性大、指标成分不合理两大问题。中药质量控制不能只针对个别化学成分,必须面向组分整体,需要在不完全清楚全体成分的情况下实现对中药的质量控制。最合理可行的方法是:在现行分析仪器的基础上重新构建数千年实践得出的中药质量评价体系,对中药材、中药饮片以及中药制剂进行快速、简单、无损的检测分析与质量评定,也就是指纹图谱为先为主,指标成分为后为辅。   相对于液相色谱、近红外光谱,红外光谱用于混合物分析具有明显的优势,但因样本成分复杂,谱图重叠严重,造成了混合物红外光谱“成分解析难、样本分辨难及谱图分析难”,孙素琴教授带领研究团队建立了红外光谱宏观指纹的“整体解析法、三级鉴别法、专家识别法”三大方法,成功解决了以上三大难题,快速、简便、直接、无损、全面。   因此,孙素琴教授得出结论:在中药质量控制方面要多种方法综合使用。“红外光谱指导大方向,监控全过程;色谱用于临界样本复核,微量成分控制;质谱、核磁可在深入研究,阐明重要理论方面派上用途。”
  • 上交大吕海涛课题组运用功能代谢组学STORM策略发现胰腺癌治疗的潜在新靶点
    聚焦“癌症之王”胰腺癌,其发病隐匿性强,致死率高,五年生存期不足5% WHO最新预测数据显示, 2030年胰腺癌致死率将上升到全球癌症引起死亡的第二位。目前胰腺癌的诊疗面临四大严峻挑战,1)缺乏有效生物标志物用于早期预警诊断 2)发病隐匿的分子机制不明 3)缺乏决定性药物靶点 4)由于铂类药物抗药和副作用频发,临床治疗缺乏安全有效药物。究其原因,胰腺癌发病机制复杂,缺乏对其深层次分子科学认知和新研究策略。  基于课题组胰腺癌代谢特征谱和生物标志物的前期研究基础, 上海交通大学系统生物医学研究院/系统生物医学教育部重点实验室吕海涛课题组近期在国际权威药理学杂志Pharmacological Research上发表题为“Functional metabolomics revealed the dual-activation of cAMP-AMP axis is a novel therapeutic target of pancreatic cancer”的研究论文,重点报道利用课题组新开发的功能代组学Spatial Temporal Operative Real Metabolomics (STORM)策略,全新精准鉴定、空间可视化、动态补获和靶向调控AMP-cAMP axis是胰腺癌的潜在新靶点,确定临床常用药物吉西他滨是通过调控AMP和cAMP的关键底物ATP的生物合成,促进AMP和cAMP显著累积,进而激活AMPK信号通路的磷酸化过程和PKA信号通路,而系统发挥抑制胰腺癌肿瘤生长作用。本研究有如下三点创新:1)构建全新的STORM功能代谢组学策略,实现胰腺癌决定性功能代谢物的精准定性、空间可视化、动态补获和靶向合成调控 2) 运用STORM策略发现治疗胰腺癌潜在的新靶点AMP-cAMP axis 3)本研究将为胰腺癌药物分子的快速筛选评价提供全新靶点。此外,通过制剂优化等手段增强吉西他滨对新靶点的靶向性,将有助于改善其治疗胰腺癌的有效性。  论文第一作者为上海交通大学系统生物医学研究院/系统生物医学教育部重点实验室2020级博士生(直博)刘京净同学,2019级硕士生(已毕业)王天宇同学等参与部分工作,论文通讯作者为上海交通大学系统生物医学研究院/系统生物医学教育部重点实验室吕海涛研究员(长聘教席)。本论文研究工作的开展得到科技部国家重点研发计划课题、国家自然科学基金,上海自然科学基金,国家转化医学中心(上海)重点项目,安捷伦科技ACT-UR奖项目和上海市院士专家工作站项目等支持,在此致谢!  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.phrs.2022.106554  功能代谢组科学实验室(Laboratory for Functional Metabolomics Science, LFMS)简介:  实验室成立于2016年9月,主体依托上海交通大学系统生物医学研究院,系统生物医学教育部重点实验室和系统生物医学111引智计划等一流科研设施平台,目前建有完善的组学分析平台、细胞生物学平台、细胞与动物实验设施,生物信息学分析平台等。近五年,实验室在国家重点研发计划,国家自然科学基金、上海自然科学基金,国家转化医学研究中心和上海交通大学,上海市院士专家工作站(专家级),安捷伦科技(中国),SCIEX中国和鹿明生物科技等基金项目支持下,重点开展面向生命健康科学交叉应用的下一代功能代谢组学研究(Spatial Temporal Operative Real Metabolomics-STORM 和Spatial Temporal Operative Real Metabolomics Plus-STORM+)。主要围绕功能代谢组学理论与方法学创新,及其生命健康交叉科学领域的微生物源/中药源功能天然产物的治疗发现等关键科学问题,开展了系列探索性研究工作,主要在如下三方面取得阶段性新进展:1) 创新功能代谢组学理论与方法学 2) 基于功能代谢组学阐明微生物铁载体的新功能和生物膜形成的新机理 3) 基于功能代谢组学革新肝胆胰疾病诊断与解析天然产物治疗疾病的新机制:  PI: 吕海涛博士,上海交通大学系统生物医学研究院/系统生物医学教育部重点实验室研究员(终身教席)/博士生导师, 英国皇家化学会会士(FRSC), 英国皇家生物学会会士(FRSB),TALENT-100和绿色通道引进高层次人才,Faculty Opinions (F1000 Prime)Faculty 专家,澳门科技大学兼职教授/博导,功能代谢组科学实验室主任, 上海院士专家工作站(专家级) 首席专家。主要研究方向:生命健康交叉应用驱动的下一代功能代谢组学研究(STORM和STORM+)。先后主持国家重点研发计划课题等10多项课题 权威杂志发表SCI检索论文58篇 任中国生物物理学会代谢组学分会副秘书长等,Pharmacological Research-Section主编和Royal Society Open Science 副主编等 安捷伦科技ACT-UR奖获得者。
  • 做基因组学做不了的事 蛋白质组学可更精准打击癌症
    p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近日,国际人类蛋白质组组织公布了2020年度权威奖励获奖名单,中国科学院院士、军事科学院军事医学研究院研究员贺福初荣获蛋白质组学杰出成就奖。 /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 贺福初院士率先提出人类蛋白质组计划的科学目标与技术路线,倡导并领衔了人类第一个关于组织、器官的蛋白质组计划,揭示了人体首个器官(肝脏)蛋白质组。2014年,贺福初院士领导启动“中国人蛋白质组计划”(CNHPP)。此次获奖是国际蛋白质组学领域对他率先提出并反复实践的“蛋白质组学驱动的精准医学”这一理念与范式的高度认可,标志着我国蛋白质组学研究再度领跑国际。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 那么,什么是蛋白质组学?蛋白质组学驱动的精准医学又是什么?我国当前研究进展如何?就这些问题,科技日报记者采访了贺福初院士。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " span style=" font-size: 18px " strong 解密基因组需要系统认识蛋白质组 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 蛋白质组,是指一个基因组、一个细胞或组织、一种生物体所表达的全部蛋白质。蛋白质组研究,是在整体水平上研究细胞、组织乃至整个生命体内蛋白质组成及其活动规律的科学,由此从蛋白质水平上获得关于疾病发生、细胞代谢等过程整体而全面的认识。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 贺福初表示:“说到蛋白质组,就不得不提到基因组。基因组和蛋白质组的关系,好比‘词典与文章’‘元素表与化工厂’的关系。随着人类等生物体全基因组序列的测序完成,科学家逐步意识到基因组只是书写了遗传密码的‘天书’,仅从基因序列的角度根本无法完整、系统地阐明生物体的功能。” /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " “很多生命现象之谜,不能直接从基因序列中得到解答。蛋白质是生命活动的主要执行者,想要解密基因组,必须先系统认识蛋白质组。”贺福初介绍,正因如此,国际权威期刊《自然》《科学》在2001年2月公布人类基因组草图的同时,分别发表相关述评与展望,认为蛋白质组学将成为新世纪最大战略资源——人类基因研究争夺战的战略制高点之一。当月,人类蛋白质组组织(HUPO)即宣告成立。次年,“人类蛋白质组计划”(HPP)宣布启动。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " “人类蛋白质组计划”是继人类基因组计划(HGP)之后最大规模的国际性科技工程,也是21世纪第一个重大国际合作计划。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " “由于蛋白质组的研究对象远比基因组要复杂得多,需要从国家战略层面统筹规划,整合全国相关领域科研之力,配合专项资金和资源才能够推动。所以在提出之初,国际上仅有少数发达国家的几个尖端实验室开展相应的研究。”贺福初说。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 1998年初,国家自然科学基金委设立了“蛋白质组及其动态变化研究”重大项目。这是我国政府支持的第一个蛋白质组学研究项目,为后续实施系列蛋白质组学国家级项目并走向国际前列奠定了重要基础。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " span style=" font-size: 18px " strong 打造人类蛋白质组计划的“中国模式” /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 经过几年的探索与实践,我国率先提出“人类肝脏蛋白质组计划”(HLPP),并提出建立蛋白质组“两谱、两图、三库”的战略目标,即建立肝脏蛋白质组表达谱、修饰谱、连锁图、定位图、样本库、数据库和抗体库。2002年,国际学界启动“人类肝脏蛋白质组计划”,并于凡尔赛召开的第一届HUPO大会上正式讨论通过。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 2003年10月,由我国领衔、先后11个国家参与的“人类肝脏蛋白质组计划”全面启动实施。该计划是国际“人类蛋白质组计划”中第一个人体组织器官的蛋白质组计划,是中国科学家倡导和领衔的第一个国际大型合作计划。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " “从HLPP的提出、论证再到研究工作的展开,历时十余年之久。这是‘大科学计划’的一次意义非凡的中国实践。”贺福初说。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 记者了解到,在实施HLPP过程中,中国科学家先后研究了中国人胚胎肝组织和中国成人肝脏组织的蛋白质组,鉴定蛋白质超过10000种,并利用这些数据对肝脏生理功能进行了系统解读。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 通过前期积累,我国在蛋白质组表达谱分析的技术能力上,达到国际先进水平。2007年,蛋白质组学国家重点实验室成立。在2009年的国际蛋白质组标准物质评估中,该重点实验室的技术能力位居全球前6。2018年11月,蛋白质科学研究(北京)国家重大科技基础设施顺利通过国家验收。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " “有了这些积累,国家科技部首次整合973计划、863计划、国际合作计划,历经数年论证,由蛋白质组学国家重点实验室牵头,于2014年正式启动‘中国人蛋白质组计划’。”贺福初介绍,2018年项目结题时,已完成构建早期肝细胞癌及癌旁组织、弥漫型胃癌及癌旁组织、肠型胃癌及癌旁、肺腺癌及癌旁等疾病组织的深度覆盖蛋白质表达谱,数据量达到52.7TB(万亿字节),在高置信度水平上,定量鉴定人类表达蛋白质15553种,并获得疾病组织信号网络调控蛋白表达变化规律,实现潜在分子标志物和候选靶标的深入发掘。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " “在此基础上,CNHPP构建了系列正常器官、组织、细胞的蛋白质组定量参考谱。它们相当于人体组织器官体液蛋白质的‘北斗全球定位系统’。”贺福初说。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " span style=" font-size: 18px " strong 全面分析多种人体肿瘤蛋白质组 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " “‘精准’二字是医学界追求的目标,即通过病因的精准诊断,制定相应的精准治疗方案和预防策略。”贺福初指出。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 随着“人类基因组计划”的完成、基因组测序技术的不断提升以及生物信息学与大数据科学的快速发展,催生了基因组学驱动的精准医学,其中最具代表性的就是2006年由美国主导的“癌症基因组图谱计划”。但其仍有不少局限性。为此,美国在此基础上于2011年启动临床蛋白质组肿瘤分析项目,旨在用不同种类癌症蛋白质组注释其基因组全景图,创建了蛋白质组学依附于基因组学的蛋白质组—基因组学。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " “但这种蛋白质组学研究始终未能摆脱基因组学的先天不足。”贺福初告诉记者,“而我们的CNHPP计划另辟蹊径,对多种人体肿瘤进行了全面深入的蛋白质组分析。2018年,我们发表了弥漫型胃癌的蛋白质组全景图,建立了首个与预后相关的蛋白质组分子分型;2019年,我们率先在《自然》公布了早期肝细胞癌的蛋白质组分子分型并发现新的治疗靶标,开启了蛋白质组驱动的精准医学新时代;2020年,我们又在《细胞》相继发表了非小细胞肺癌的蛋白质组分子分型研究,再次证明了蛋白质组学在精准医学中的独特性和至关重要性,为我国持续引领国际蛋白质组学研究创造了良好的条件。” /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 记者了解到,蛋白质组驱动的精准医学是由我国科学家首创的精准医疗新模式,是一项国际多中心、多学科协作的大科学项目,其实施的规模和复杂程度均远超HGP,对科技、经济、社会发展的推动作用也难以估量。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 贺福初说:“如果说抗生素的发明引发了第一代医学治疗技术革命,影像学和分子医学的发展引发了第二代医学诊断技术革命,那么,由蛋白质组学驱动的精准医学,势必带来精确诊断与精准治疗统一的第三代医学革命。” /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " “下一步,‘中国人蛋白质组计划’团队将在国际范围部署建立蛋白质组驱动的精准医学技术体系和行业标准,进一步提升对重大、疑难疾病的‘精准定位’和‘精确打击’能力。”贺福初透露。 /p p br/ /p
  • 上海交大吕海涛课题组受邀顶刊发表组分中药主题综述,首次定义STORM功能代谢组学策略
    仪器信息网讯 近日,上海交大吕海涛课题组受邀在爱思维尔旗下著名药理学顶级期刊Pharmacology & Therapeutics (IF 10.557),发表功能代谢组学创新中药功能组分治疗发现研究的年度Critical Review “Functional Metabolomics Innovates Therapeutic Discovery of Traditional Chinese Medicine Derived Functional Compounds"。上海交大系统生物医学研究院吕海涛研究员为论文通讯作者、上海交大吕海涛课题组2019级硕士生王天宇同学、2020级博士生(硕转博)刘京净同学、2017博士生罗夏琳同学、和2018级博士生胡龙龙同学为论文共同第一作者。论文部分主题内容得到国家重点研发计划课题、国家自然科学基金和上海交大高层次人才启动基金的支持。原文链接:https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2021.107824课题组长期聚焦的功能代谢组学方法学创新与转化应用研究,本文提出适合不同生物基质功能代谢深度刻画的、时空动态可视化、精准靶向操纵的新功能代谢组学策略(V2.0),即Spatial Temporal Operative Real Metabolomics (STORM)方法, 期待未来应用于中药源/微生物源功能天然产物的发现研究,和功能代谢相关等挑战性科学问题的解决。中药现代研究与开发核心目标是创新药物发现与开发(Drug Discovery and Development, DDD),以更好的用于不同疾病的临床预防与治疗,切实良好改善群体健康(Population Health)。鉴于中药化学物质组成和药物作用方式的复杂特性,传统方法策略尚有局限,因此中药功能组分成药性研究仍然进展缓慢(Developing Druggability)。以系统生物学理念驱动的功能代谢组学(Functional Metabolomics)策略具有很好的实践前景,或许会带来中药现代研究可预期的重大突破(Bright Future)。本文以全新视角,从分子代谢、调控与互作角度梳理疾病发生发展与转归的分子机理与分子特征,进而从中药功能分子与疾病特征代谢分子之间的互作维度,提出功能代谢组学,用于中药功能组分治疗发现研究的优势和前景。鉴于中药多组分的客观属性,基于现有蛋白靶点发现、验证和实践的系统总结,针对中药治疗疾病过程的分子特征与分子属性,提出适合中药功能组分研究的全新概念, 疾病功能生物标记物(Disease-Functional Metabolite Biomarker, DFMT)和系统代谢靶点(Systems Metabolic Target, SMT), 强化总结和展望Functional Metabolomics (V1.0)用于中药功能组分成药性研究的理论基础和实践潜力。此外,本文针对从系统代谢复杂属性的认知与测量出发,提出Functional Metabolomics (V 2.0)-STORM-Spatial Temporal Operative Real Metabolomics策略, 赋予功能代谢组学以更精准、动态和可操控的功能分析属性,即在实践应用中加入组织与细胞质谱成像靶向刻画 (Tissue-Cell Wide Spatial-MS Imaging),融合目标功能分子定性与定量时间代谢流动态测量 (Qualitative and Quantitative Temporal Metabolic Fluxomics),整合化学蛋白组学策略精准捕获功能调控表型(Chemical Proteomics Locking Metabolic-Functional Phenotype)以及引入体外合成化学和体内合成生物学精准合成策略(Precision-Synthesis Strategy Steering Metabolic Modifications and Modulations ),全面系统实现对具有特征疾病机理的分子进行靶点效应精准确证(SMT for Therapeutic Screening),以及中药确定功能组分的结构精准优化与改造(SMT driven Structural Optimization and Modifications),实现功能组分从治疗机理研究向良好成药性研究的跨越 (Functional Compounds based DDD) 。同时,随着STORM策略的开发,完善与升级,具有巨大潜力,可以应用于生命科学/生物医药不同领域关键科学问题的基础探索与转化应用实践。
  • 空间代谢组学高分辨率质谱成像揭示鞘脂控制真皮成纤维细胞异质性
    人类真皮成纤维细胞是皮肤的细胞成分,由于它们的动态细胞特性而表现出细胞间表型异质性。因此,单个真皮成纤维细胞可以有不同的细胞特性,负责伤口修复、纤维化或细胞外基质的重塑。脂质代谢在具有不同表型的成纤维细胞中是否存在不同的形态,以及脂质成分是否参与成纤维细胞亚型的建立尚不清楚。  2022年4月,洛桑联邦理工学院的Laura Capolupo等人在Science上发表了题为“Sphingolipids control dermal fibroblast heterogeneity”的研究成果,通过空间分辨代谢组学和单细胞转录组学研究方法,通过研究单个细胞的脂质组成,揭示了鞘脂在成纤维细胞状态确定中的驱动作用。研究背景  外部信号(例如激素、细胞因子和生长因子)和细胞自主特性(例如单个细胞的转录和代谢状态)共同决定细胞命运的决定。尽管在数十年的深入研究中,外部信号的作用方式已经得到了广泛的详细说明,但细胞自主对命运决定的分子基础仍难以捉摸。脂质参与能量代谢,负责生物膜的组装,充当信号分子,并与蛋白质相互作用以影响其功能和细胞内分布。脂质组成因细胞类型而异,并在分化事件中重新编程。然而,脂质组重塑是否以及如何帮助改变细胞特性尚不清楚。  研究思路  研究结果  1. 通过空间代谢组学揭示脂质异质性的组织原理,单细胞分析显示脂质协同调节  图1和图2展示了研究人员首先对原代真皮人成纤维细胞 (dHF) 进行了空间代谢组学解析,结合电喷雾电离液相色谱-质谱(ESI-LC/MS)和基于多反应监测(MRM)的脂质组学分析,发现dHF 中存在两个共存的脂质变异轴。一个轴与细胞内组织有关,另一个轴与脂质相关的细胞间异质性有关,其中鞘脂途径受到高细胞间变异性的影响。随后的单细胞脂质组根据脂质组成对细胞进行分组,产生了不同的细胞簇。当考虑鞘脂的水平时,某些鞘脂在特定的细胞簇中富集,表明 dHF 以不同的鞘脂代谢状态存在。  研究人员随后用可识别不同鞘脂头部基团的荧光标记的细菌毒素对细胞进行染色,验证了这一结果,发现dHF 以亚稳态鞘脂代谢配置存在,与给定的表型状态相对应,并在细胞世代中持续存在,研究人员将这些脂质代谢状态称为lipotypes。  图1 | dHFs的单离子空间代谢组学分析  (A)空间代谢组学检测方法示意图  (B)正离子模式检测的部分脂质成像图  (C)每个像素的PCA坐标显示  (D)前10种脂质的贡献度展示  图2 | 单细胞脂质组学分析  (A)空间代谢组数据单细胞分析方法示意图  (B)显示通过257个细胞计算的脂质CV的条形图  (C)脂质协变网络  (D)单细胞脂质组学数据的t-SNE图  (E)鞘脂染色t-SNE分布图  (F)鞘脂前体和负责鞘脂的成像图  2. 单细胞转录组测序对细胞类型进行分类并对应不同脂型结合分析  研究人员接着对dHF 进行了单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq),并将转录组定义的亚型与鞘脂定义的亚型联系起来,发现特定的lipotypes与普遍的细胞状态有关,表明lipotypes是 dHF 细胞状态的标志物。此外,dHF lipotypes还反映在不同真皮区域的成纤维细胞亚型上,如真皮较深区域的网状成纤维细胞与较浅区域的乳头状成纤维细胞会呈现差异化的lipotypes,且与皮肤癌的相关性不同。由此,lipotypes可以在体内标记特定的 dHF 群体。  图3 | 脂肪类型映射到转录细胞的状态  (A)通过指定聚类对5652个单独DHF的scRNA序列进行UMAP嵌入分析  (B)聚类标记基因的基因表达点图  (C)A中单个dHF细胞的扩散图,突出了不同细胞状态之间转录变异轴  (D)DHF的sRNA序列数据PAGA轨迹分析图  (E)每个FACS分类的脂肪型群体的富集基因的平均基因表达热图  (F)不同的脂型基因特征分数UMAP图  (G)不同簇细胞的平均脂型z分数点图  (H)ShTxB2e+、ShTxB1a/2e+、ChTxB+和triple+的PAGA轨迹分析图  (I)成纤维细胞(ACTA2)和基底细胞(LMNA)的两种典型标记物的UMAP图  (J)几种染色细胞的共焦显微照片  3. 鞘脂扰动对细胞状态的影响  研究人员最后探究了鞘脂扰动对细胞状态的影响,发现lipotypes异质性通过使原本相同的细胞对细胞外刺激的反应多样化来影响细胞特性,并且操纵鞘脂组成足以将细胞重新编程为不同的表型状态。此外,鞘脂还能整合到参与细胞状态确定的调节回路中,这些回路解释了代谢和转录成纤维细胞的异质性。具体来说,研究人员观察到鞘脂调节成纤维细胞生长因子2 (FGF2) 的信号传导,其中globo系列鞘脂Gb3/Gb4 充当正调节剂,而神经节苷脂GM1 充当负调节剂。反过来,FGF2 信号通过维持导致Gb3/Gb4 产生的替代代谢途径来抵消 GM1 的产生。  图4 | 鞘脂扰动对FGF信号的影响  相关讨论  该研究通过将高分辨率质谱成像与单细胞转录组学相结合,测量了单个人类真皮成纤维细胞的脂质组和转录组,发现特定脂质代谢途径的细胞间变化有助于建立参与皮肤结构组织的细胞状态如图5所示。这为细胞间异质脂质代谢在多细胞系统的自组织中发挥指导作用提供了证据。图5 |鞘脂控制真皮成纤维细胞异质性
  • 上海交大吕海涛课题组和西安交大多团队合作小分子治疗功能代谢组学研究取得新进展
    仪器信息网讯 近日,著名药理学期刊Pharmacological Research在线发表上海交大吕海涛课题组与西安交大景王慧及王嗣岑课题组合作的最新研究成果“Dihydromyricetin improves DSS-induced colitis in mice via modulation of fecal bacteria-related bile acid metabolism”。  溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis,UC)由于其病源机理复杂,病因不明,临床治疗尚不理想,急需有效药物的发现与发展,改善病人群体健康与生存质量。上海交大吕海涛课题组,与西安交大景王慧和王嗣岑课题组近期一直致力于从天然源的中药功能组分中寻找具有治疗UC及其系列并发症潜力的有效化合物,以引导未来相关新药的发现与发展。合作团队继今年年初,采用微生物功能代谢组学策略发现小檗碱(Berberine)具有UC的成药潜力之后,近日,系统应用微生物功能代谢组学策略,再次初步证实葡萄科蛇葡萄属植物中的活性提取物-二氢杨梅素(Dihydromyricetin,DHM)可有效改善UC发生引起的肠道菌群紊乱,进而调控靶向肠道菌关联非结合型胆汁酸的合成与表达(Unconjugated BA Metabolism),从而激活肠壁FXR/TGR5相关受体信号通路,最终发挥抑制肠炎发生和修复肠壁结构完整性的生物功能,合作团队后续将对其药效功能和成药性进行系统评价。  上海交通大学吕海涛研究员和西安交通大学景王慧副教授为论文的共同通讯作者,西安交通大学2019级博士生董思晶为论文第一作者,上海交通大学2018级博士生胡龙龙,西安交通大学王嗣岑教授和王珂副教授等参与合作研究与论文发表。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和上海交通大学教育部重点实验室开放课题等基金支持。  论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1043661821003510上海交通大学吕海涛研究员继2021年4月当选英国皇家化学会会士(Elected The Royal Society of Chemistry-UK, FRSC)后,新当选英国皇家生物学会会士(Elected Fellow of The Royal Society of Biology-UK, FRSB)。英国皇家生物学会致力于推动与生命科学相关的教育及学术活动、业界发展及生物科技研发,是全球具有重大影响力的生物学组织之一,汇聚各地出色的科学家和研究人员,其由多个著名专业学会和学术组织共同组成,是英国皇家特许权威学术组织。英国皇家生物学会主要经专家推荐,经会士委员会(Fellow Council)选举,在不同学科领域对生物及生命科学发展作出突出贡献的科学家成为会士  此外,吕海涛研究员近期也接受到美国Scripps Institute的Benjamin F. Cravatt教授(美国科学院院士,化学蛋白质组学奠基人之一)等正式邀请,加盟并成为Faculty Opinions (原Faculty1000 Prime) Chemical Biology of the Cell Section 的Faculty Member, 参与相关领域内重要前沿研究论文的专业点评与重点推荐。  吕海涛介绍:https://scsb.sjtu.edu.cn/Professor/11837.html
  • 399万!潍坊医学院附属医院高分辨率代谢组学质谱系统采购项目
    项目编号:SDGP370000000202202002405 项目名称:潍坊医学院附属医院高分辨率代谢组学质谱系统采购项目 预算金额:399.0万元 最高限价:399.0万元 采购需求:标的标的名称数量简要技术需求或服务要求本包预算金额(单位:万元)A高分辨率代谢组学质谱系统 1 详见附件 399.000000 合同履行期限:详见附件 本项目不接受联合体投标。
  • 沃特世发布全新代谢组学和脂质组学软件
    在刚结束的2024 ASMS上,沃特世发布了代谢组学和脂质组学全新软件MARS和Lipostar 2。MARS和Lipostar 2具有完备的组学工作流程,丰富了使用者分析组学数据的体验,提高了组学数据处理的工作效率。 图1.工作流程。 关键特性 可处理大部分主流品牌仪器采集的数据 LCHRMS非靶向、半靶向、靶向代谢/脂质组学以及空间代谢/脂质组学数据处理 正离子数据、负离子数据同时导入合并处理,合并共有特征 多种归一化方法,包括LOESS方法 数据库管理模块,通过基于规则或导入MS/MS实验数据,生成MS/MS数据库,包括HMDB,MassBank(北美),Lipidmap等开源数据库;植物组学数据库(29,000化合物),暴露组学数据库(28,000化合物) 灵活的特征注释方法,包括:▷ 谱图匹配注释方法 ▷ 基于脂质类别特定碎片识别的高通量自底向上的注释方法 ▷ 氧化物脂质的高通量注释 使用减少缺失值的空白填充算法 各种图形可视化和细化鉴定结果 各种多元统计分析工具 代谢物通路映射富集分析工具 处理离子淌度数据并使用CCS值注释特征 按照化合物类别选择并浏览数据 药物/外源物质代谢产物鉴定功能软件界面浏览 图2.正负离子数据合并处理。 图3.多维度,按化合物类别浏览化合物在样本中的分布。图4.按照疾病模型进行通路富集。 如需软件试用,请发送您的“单位名称、姓名、手机号、邮箱、地址”信息到xu_bai@waters.com,我们将尽快与您联系! 6月26日,沃特世将于北京举行 “逐极而质|沃特世代谢组学与脂质组学研讨会 — 暨Xevo MRT新产品发布会”,并同时开启线上直播。扫描下方二维码即可报名参加,届时可近距离深度了解这款集高分辨率、高灵敏度和快速的数据采集速率于一体的新品高分辨质谱,期待与您在云端相见! △扫码立即报名
  • 超高分辨质谱助力组学发展|赛默飞助阵第二届全国代谢组学及蛋白质组学双星峰会
    上海 双星峰会2021年11月27-29日,第二届全国代谢组学及蛋白质组学双星峰会在上海隆重召开,此次会议汇集了近200位国内外相关领域的知名专家、学者以及临床疾病、中医药、肿瘤、植物等多个研究方向的研究人员积极参与,共同交流探讨基于质谱的蛋白组学及代谢组学在精zhun医学、创新药、植物生理、营养健康、环境和食品等转化应用,共商我国代谢组学和蛋白质组学在后疫情时代的研究与发展。为降低疫情影响,大会采取线上同步直播的方式,在线人数达到600人。在此次会议中,赛默飞质谱组学应用专家鼎力助阵,分享超高分辨质谱技术在组学研究中的应用及进展,助力组学研究发展。在本次大会主会场上,赛默飞质谱组学应用资shen工程师范自全报告了“组学前沿-超高分辨质谱技术在组学研究中的应用和进展”,引起大家高度关注。上世纪90年代初开展的人类基因组计划,在破译人类遗传信息密码的同时,为科研学者提供了大量的完整基因编码序列,从而奠定了大量、快速鉴定蛋白质序列的坚实基础。然而,蛋白质以及代谢物的数量远远超过基因组中基因数量——基因分析量在万级,而蛋白质分析量可能在十万-百万级。完整的组学分析对质谱的性能提出了非常高的技术需求。赛默飞Orbtrap超高分辨质谱技术具有超高分辨率、超高质量精度、超高的稳定性及灵敏度等性能优势,助力科学家进行高通量的蛋白质和代谢物的结构表征和定量分析。质谱技术作为蛋白质和小分子物质的主要检测手段,借助赛默飞Orbitrap高分辨率质谱凭借其高精zhun的定性、定量能力,助力蛋白质组学和代谢组学研究实现精确医疗研究。通过蛋白质组、代谢组、脂质组等多种组学的联合研究,为疾病致病机理发现、疾病的早期诊断及预后生物标志物、疾病分型以及新的治疗靶点研究提供理论依据。随着研究人员对蛋白质组学和代谢组学研究的深入,对样品中分子的空间分布情况及其相互作用的需求日益增加。质谱成像技术能够直观的检测样品中分子的空间分布信息,近年来受到了高度关注与广泛应用,成为与传统光学显微成像互为补充的新一代“分子成像显微镜”。基于Orbitrap的成像技术具有超高的质量及空间分辨率,ji致清晰的成像结果为多种应用领域提供全面丰富的多层次数据。例如在赛默飞质谱成像技术支持下,Spengler教授团队研发出低至1.4μm 空间分辨率的应用,小鼠脑组织成像结果更加清晰。这个水平的空间分辨率也使得单细胞质谱成像技术成为可能。在较大的组织甚至整体动物研究方面,国内学者采用自主研发的空气动力学气流辅助解吸电喷雾电离质谱成像技术,在大鼠脑、肾脏和人食道癌组织中观察到数千种代谢物,并且采用人工神经网络算法,突破了定量研究中的难题,为疾病研究提供了有力的分析工具。会场外赛默飞领xian的Orbitrap质谱技术在现场一众质谱厂商中尤显突出。展台上全方位展示了基于其超高分辨的静电场轨道阱(Orbitrap)质谱平台结合其功能强大的软件平台提供的蛋白质组学及代谢组学全流程的整体解决方案,助力科研超越。
  • 食品质量安全未来机遇——组学和传感技术
    人们的生活离不开食品,有报告曾指出,膳食是影响人类健康的第二大因素,膳食营养因素对健康的作用大于医疗因素,目前人们对食品的需求已经从基本的“解决温饱”向“营养健康”转变。因此食品工业是实现“健康中国”战略目标的坚实保障。据了解,我国食品产业于2015年产值就已经到达8.09万亿,占全国GDP的是8.2%,对全国工业增长贡献率达到了7.7%,目前已位居全球第一。预计未来十年,中国的食品消费将增长50%,并将继续在全国工业体系中保持“底盘最大、发展最稳”的基本态势。所以食品产业不但是一个支柱产业,还是在实现乡村振兴和可持续发展战略中的一个中坚的力量。随着国民经济的飞速发展,人们对食品安全的关注度越来越高。作为国家的重大战略需求,食品质量安全同样受到国家的高度重视。近年来,我国食品质量安全整体向好。在2021年第十四届中国国际食品安全技术论坛上,中国检验检疫科学研究院副院长兼总工程师陈颖在会议报告中提到,近年来我国食品安全监测数据向好质量提升。数据显示,2016年到2020年,我国的监督督查的合格率高于97%,质量安全水平稳中有升。国家重点监督的乳制品、肉制品等均表现出较高的合格率。如肉制品的抽检合格率由从2016年的97.9%上升到了2020年的98.7%;乳制品、婴幼儿配方食品抽检合格率都相对较高,连续6年达到99%以上,违法添加物三聚氰胺连续11年未检出。陈颖指出,目前我国已初步形成食品安全法律法规体系和标准体系,食品安全监管改变了九龙治水的格局,有效向集中化转变;食品安全的监测能力显著提高,风险评估和风险交流已经有良好的开局。然而,食品安全事件频发也是我国食品安全现状。从2015年到去年,每年还是会有或多或少的食品质量安全的问题,比如说镉大米事件重现、海参敌敌畏养殖等等。此外,出口农食产品被拒及通报比例也普遍偏高。陈颖介绍,目前世界各国开始纷纷制定食品安全控制技术领域长期战略研究计划,将食品安全控制和安全保障上升为国家战略。同时,世界各国逐步加强科技和财政投入,其中FDA2020年食品药品监督规划工作经费预算达61亿美元。在过程控制方面,发达国家非常重视食品加工过程的安全管理,包括新型微生物的发现、控制与预防,强化追溯体系建设,不断加强重点技术领域发展创新能力。而在食品安全检测与溯源方面,更加重视多维组学和与之相关分析技术的协同应用。另外,新食品原料与新技术食品正在迅速拓展,对其安全性评价与管控受到越来越多世界的关注。报告中,陈颖分别提到,组学技术和传感技术未来将是食品质量安全领域的机遇。对于一些特定食品,使用各种组学技术分析其安全性、质量、真实性和营养价值相关特征,并形成子体系,通过阐明子系统相互作用来形成一个完整的系统,从而可以来完整的去理解一个产品。事实上,随着消费者对食品及其安全的关注与日俱增,组学技术越来越被更多的运用到研究食品和营养领域。食品组学涵盖了基因组学、蛋白质组学、代谢组学等多种工具。随着需求的不断更新,色谱、质谱仪等用于组学分析的分析仪器也在不断推陈出新。尤其是质谱技术,以其高灵敏度、高特异性和高通量的能力可满足组学对复杂的生物标本分子组成以及相关关系的研究需求,因此在基因组学、蛋白质组学等研究中发挥着重要作用。为此,多家仪器公司也纷纷布局并不断推出用于组学研究的质谱产品,如布鲁克推出的基于timsTOF Pro的4D-蛋白组学平台、赛默飞的Oribitrap系列质谱、岛津的超快速质谱(UFMS)等等。此外,传感技术也常用于食品安全领域的应用,如用纳米等新材料用作生物传感器的组成部分,采用光学、声学、核磁共振、电等手段,获取“指纹”以感知食品的安全性、质量、新鲜度、坚固度和质地等。目前,传感技术在食品检测技术中已经开始发挥着重要作用,如采集食品温度、位置等。据了解,集成电路检测器已经在国外食品加工中大范围应用,用以检测食品的变质时间。而彩色机器视觉产品可以通过产品的颜色来判断其成熟度与质量等级等。之前苹果公司运用红外传感技术,还推出了可检测食品新鲜度、热量含量的头戴式设备。不过,由于食品的检测需求多样,因此不断提高传感器技术的检测灵敏度和特异性将是厂商们未来创新的目标!
  • 蛋白质组学研究进展与趋势
    1.蛋白质组学研究的研究意义和背景 随着人类基因组计划的实施和推进,生命科学研究已进入了后基因组时代。在这个时代,生命科学的主要研究对象是功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。尽管现在已有多个物种的基因组被测序,但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。目前功能基因组中所采用的策略,如基因芯片、基因表达序列分析(Serial analysis of gene expression, SAGE)等,都是从细胞中mRNA的角度来考虑的,其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。但事实并不完全如此,从DNA mRNA 蛋白质,存在三个层次的调控,即转录水平调控(Transcriptional control ),翻译水平调控(Translational control),翻译后水平调控(Post-translational control )。从mRNA角度考虑,实际上仅包括了转录水平调控,并不能全面代表蛋白质表达水平。实验也证明,组织中mRNA丰度与蛋白质丰度的相关性并不好,尤其对于低丰度蛋白质来说,相关性更差。更重要的是,蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质-蛋白质相互作用等则几乎无法从mRNA水平来判断。毋庸置疑,蛋白质是生理功能的执行者,是生命现象的直接体现者,对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。蛋白质本身的存在形式和活动规律,如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题,仍依赖于直接对蛋白质的研究来解决。虽然蛋白质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋白质研究技术远远比核酸技术要复杂和困难得多,但正是这些特性参与和影响着整个生命过程。 传统的对单个蛋白质进行研究的方式已无法满足后基因组时代的要求。这是因为:(1) 生命现象的发生往往是多因素影响的,必然涉及到多个蛋白质。(2) 多个蛋白质的参与是交织成网络的,或平行发生,或呈级联因果。(3) 在执行生理功能时蛋白质的表现是多样的、动态的,并不象基因组那样基本固定不变。因此要对生命的复杂活动有全面和深入的认识,必然要在整体、动态、网络的水平上对蛋白质进行研究。因此在上世纪90年代中期,国际上产生了一门新兴学科-蛋白质组学(Proteomics),它是以细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式为研究对象。可以说蛋白质组研究的开展不仅是生命科学研究进入后基因组时代的里程碑,也是后基因组时代生命科学研究的核心内容之一。 虽然第一次提出蛋白质组概念是在1994年,但相关研究可以追溯到上世纪90年代中期甚至更早,尤其是80年代初,在基因组计划提出之前,就有人提出过类似的蛋白质组计划,当时称为Human Protein Index计划,旨在分析细胞内的所有蛋白质。但由于种种原因,这一计划被搁浅。90年代初期,各种技术已比较成熟,在这样的背景下,经过各国科学家的讨论,才提出蛋白质组这一概念。 国际上蛋白质组研究进展十分迅速,不论基础理论还是技术方法,都在不断进步和完善。相当多种细胞的蛋白质组数据库已经建立,相应的国际互联网站也层出不穷。1996年,澳大利亚建立了世界上第一个蛋白质组研究中心:Australia Proteome Analysis Facility ( APAF )。丹麦、加拿大、日本也先后成立了蛋白质组研究中心。在美国,各大药厂和公司在巨大财力的支持下,也纷纷加入蛋白质组的研究阵容。去年在瑞士成立的GeneProt公司,是由以蛋白质组数据库“SWISSPROT” 著称的蛋白质组研究人员成立的,以应用蛋白质组技术开发新药物靶标为目的,建立了配备有上百台质谱仪的高通量技术平台。而当年提出Human Protein Index 的美国科学家Normsn G. Anderson也成立了类似的蛋白质组学公司,继续其多年未实现的梦想。2001年4月,在美国成立了国际人类蛋白质组研究组织(Human Proteome Organization, HUPO),随后欧洲、亚太地区都成立了区域性蛋白质组研究组织,试图通过合作的方式,融合各方面的力量,完成人类蛋白质组计划(Human Proteome Project)。2.蛋白质组学研究的策略和范围 蛋白质组学一经出现,就有两种研究策略。一种可称为“竭泽法”,即采用高通量的蛋白质组研究技术分析生物体内尽可能多乃至接近所有的蛋白质,这种观点从大规模、系统性的角度来看待蛋白质组学,也更符合蛋白质组学的本质。但是,由于蛋白质表达随空间和时间不断变化,要分析生物体内所有的蛋白质是一个难以实现的目标。另一种策略可称为“功能法”,即研究不同时期细胞蛋白质组成的变化,如蛋白质在不同环境下的差异表达,以发现有差异的蛋白质种类为主要目标。这种观点更倾向于把蛋白质组学作为研究生命现象的手段和方法。 早期蛋白质组学的研究范围主要是指蛋白质的表达模式(Expression profile), 随着学科的发展,蛋白质组学的研究范围也在不断完善和扩充。蛋白质翻译后修饰研究已成为蛋白质组研究中的重要部分和巨大挑战。蛋白质-蛋白质相互作用的研究也已被纳入蛋白质组学的研究范畴。而蛋白质高级结构的解析即传统的结构生物学,虽也有人试图将其纳入蛋白质组学研究范围,但目前仍独树一帜。3.蛋白质组学研究技术 可以说,蛋白质组学的发展既是技术所推动的也是受技术限制的。蛋白质组学研究成功与否,很大程度上取决于其技术方法水平的高低。蛋白质研究技术远比基因技术复杂和困难。不仅氨基酸残基种类远多于核苷酸残基(20/ 4), 而且蛋白质有着复杂的翻译后修饰,如磷酸化和糖基化等,给分离和分析蛋白质带来很多困难。此外,通过表达载体进行蛋白质的体外扩增和纯化也并非易事,从而难以制备大量的蛋白质。蛋白质组学的兴起对技术有了新的需求和挑战。蛋白质组的研究实质上是在细胞水平上对蛋白质进行大规模的平行分离和分析,往往要同时处理成千上万种蛋白质。因此,发展高通量、高灵敏度、高准确性的研究技术平台是现在乃至相当一段时间内蛋白质组学研究中的主要任务。当前在国际蛋白质组研究技术平台的技术基础和发展趋势有以下几个方面:3.1 蛋白质组研究中的样品制备 通常可采用细胞或组织中的全蛋白质组分进行蛋白质组分析。也可以进行样品预分级,即采用各种方法将细胞或组织中的全体蛋白质分成几部分,分别进行蛋白质组研究。样品预分级的主要方法包括根据蛋白质溶解性和蛋白质在细胞中不同的细胞器定位进行分级,如专门分离出细胞核、线粒体或高尔基体等细胞器的蛋白质成分。样品预分级不仅可以提高低丰度蛋白质的上样量和检测,还可以针对某一细胞器的蛋白质组进行研究。 对临床组织样本进行研究,寻找疾病标记,是蛋白质组研究的重要方向之一。但临床样本都是各种细胞或组织混杂,而且状态不一。如肿瘤组织中,发生癌变的往往是上皮类细胞,而这类细胞在肿瘤中总是与血管、基质细胞等混杂。所以,常规采用的癌和癌旁组织或肿瘤与正常组织进行差异比较,实际上是多种细胞甚至组织蛋白质组混合物的比较。而蛋白质组研究需要的通常是单一的细胞类型。最近在组织水平上的蛋白质组样品制备方面也有新的进展,如采用激光捕获微解剖(Laser Capture Microdissection, LCM) 方法分离癌变上皮类细胞。3.2 蛋白质组研究中的样品分离和分析 利用蛋白质的等电点和分子量通过双向凝胶电泳的方法将各种蛋白质区分开来是一种很有效的手段。它在蛋白质组分离技术中起到了关键作用。如何提高双向凝胶电泳的分离容量、灵敏度和分辨率以及对蛋白质差异表达的准确检测是目前双向凝胶电泳技术发展的关键问题。国外的主要趋势有第一维电泳采用窄pH梯度胶分离以及开发与双向凝胶电泳相结合的高灵敏度蛋白质染色技术,如新型的荧光染色技术。 质谱技术是目前蛋白质组研究中发展最快,也最具活力和潜力的技术。它通过测定蛋白质的质量来判别蛋白质的种类。当前蛋白质组研究的核心技术就是双向凝胶电泳-质谱技术,即通过双向凝胶电泳将蛋白质分离,然后利用质谱对蛋白质逐一进行鉴定。对于蛋白质鉴定而言,高通量、高灵敏度和高精度是三个关键指标。一般的质谱技术难以将三者合一,而最近发展的质谱技术可以同时达到以上三个要求,从而实现对蛋白质准确和大规模的鉴定。3.3 蛋白质组研究的新技术 做过双向凝胶电泳的人一定会抱怨它的繁琐、不稳定和低灵敏度等缺点。发展可替代或补充双向凝胶电泳的新方法已成为蛋白质组研究技术最主要的目标。目前,二维色谱 (2D-LC)、二维毛细管电泳 (2D-CE)、液相色谱-毛细管电泳 (LC-CE) 等新型分离技术都有补充和取代双向凝胶电泳之势。另一种策略则是以质谱技术为核心,开发质谱鸟枪法(Shot-gun)、毛细管电泳-质谱联用 (CE-MS)等新策略直接鉴定全蛋白质组混合酶解产物。随着对大规模蛋白质相互作用研究的重视,发展高通量和高精度的蛋白质相互作用检测技术也被科学家所关注。此外,蛋白质芯片的发展也十分迅速,并已经在临床诊断中得到应用。3.4 蛋白质组生物信息学 蛋白质组数据库是蛋白质组研究水平的标志和基础。瑞士的SWISS-PROT拥有目前世界上最大,种类最多的蛋白质组数据库。丹麦、英国、美国等也都建立了各具特色的蛋白质组数据库。生物信息学的发展已给蛋白质组研究提供了更方便有效的计算机分析软件;特别值得注意的是蛋白质质谱鉴定软件和算法发展迅速,如SWISS-PROT、Rockefeller大学、UCSF等都有自主的搜索软件和数据管理系统。最近发展的质谱数据直接搜寻基因组数据库使得质谱数据可直接进行基因注释、判断复杂的拼接方式。随着基因组学的迅速推进,会给蛋白质组研究提供更多更全的数据库。另外,对肽序列标记的从头测序软件也十分引人注目。4. 蛋白质组学发展趋势 在基础研究方面,近两年来蛋白质组研究技术已被应用到各种生命科学领域,如细胞生物学、神经生物学等。在研究对象上,覆盖了原核微生物、真核微生物、植物和动物等范围,涉及到各种重要的生物学现象,如信号转导、细胞分化、蛋白质折叠等等。在未来的发展中,蛋白质组学的研究领域将更加广泛。 在应用研究方面,蛋白质组学将成为寻找疾病分子标记和药物靶标最有效的方法之一。在对癌症、早老性痴呆等人类重大疾病的临床诊断和治疗方面蛋白质组技术也有十分诱人的前景,目前国际上许多大型药物公司正投入大量的人力和物力进行蛋白质组学方面的应用性研究。 在技术发展方面,蛋白质组学的研究方法将出现多种技术并存,各有优势和局限的特点,而难以象基因组研究一样形成比较一致的方法。除了发展新方法外,更强调各种方法间的整合和互补,以适应不同蛋白质的不同特征。另外,蛋白质组学与其它学科的交叉也将日益显著和重要,这种交叉是新技术新方法的活水之源,特别是,蛋白质组学与其它大规模科学如基因组学,生物信息学等领域的交叉,所呈现出的系统生物学(System Biology)研究模式,将成为未来生命科学最令人激动的新前沿。
  • 贺福初院士称“生命组学”研究模式已现端倪
    近日,来自军事医学科学院、北京蛋白质组研究中心的贺福初院士介绍了生命科学领域的“大发现时代”,指出集多种组学之大成的“生命组学”研究模式已现端倪,大发现时代将如影随形。相关论文发表在《中国科学: 生命科学》2013年第一期。   自然科学史表明,当人类对某一领域的认知积累到一定程度时,常常会出现一位甚至数位科学大家,促使一系列重大发现纷至沓来,相关学科因而进入“大发现时代”。 数学、地理学、物理学、化学都曾出现过“大发现时代”。 而生命科学的“大发现时代”自16世纪以来层出不穷、持续不断。   随着分子生物学50余年日新月异的发展,当代生命科学的“大发现时代”临近再次爆发,而最终“点燃”此次爆发的极大可能就是“生命组学”。 20世纪末,基因组学书写了“生命天书”,蛋白质组学随即解读这部伟大天书,RNA组学、糖组学、代谢组学等也相继蓬勃兴起。 简言之,“组学”以其特立独行的认识论、方法论,一经问世便迅速成为推动并主导生命科学再度迈入大发现时代的强劲引擎。 集多种组学之大成的“生命组学”研究模式已现端倪,大发现时代将如影随形。   贺福初院士主要从事基因组学、蛋白质组学与生物信息学研究。曾发现“细胞活性因子的发育相关进化”、“相互作用分子的协同进化”、“mRNA编码区与非编码区的协调进化”及“物种演化中的分子减速进化”等规律性现象。
  • 上海交通大学吕海涛课题组发表微生物生物膜功能代谢组学创新研究成果
    仪器信息网讯 生物膜(Biofilms)是由微生物形成的一种被膜组织,其是微生物为抵抗外界胁迫条件而维持生存的特殊膜组织。生物膜的形成直接造成临床上90%以上抗生素耐药的发生,也关联肿瘤、糖尿病和神经系统疾病等耐药的发生(病灶处由于细菌感染形成生物膜)。此外,生物膜的形成对多个行业都产生巨大的危害,如金属精密仪器腐蚀,水环境污染,食品污染等。总之,微生物生物膜的形成,具有巨大的危害。尽管科学界进行半个世纪的研究探索,鉴于其形成的分子机理非常复杂,目前仍尚未系统解析,因而缺乏有效的策略清除不同领域生物膜的形成,抑制其毒副作用和危害的产生。上海交通大学吕海涛课题组整合运用精准靶向代谢组学和遗传学整合策略(Precision-Targeted Metabolomics combined with genetic method)、结合电镜表型分析(Imaging visulization),从小分子代谢角度,在大肠杆菌生物膜体系当中精准发现和验证若干具有调控生物膜形成的功能代谢产物;并初步阐明铁载体生物合成介导的铁离子调控功能代谢物表达,进而影响生物膜形成的代谢机理。深层次机理研究,和基于功能代谢产物生物合成调控解离微生物生物膜形成的转化应用研究,正在进行中。基于上述创新发现,该课题组起草的研究论文“Mass spectrometry based targeted metabolomics precisely characterized new functional metabolites that regulate biofilm formation in Escherichia coli”已经被爱思唯尔出版集团旗下著名分析化学杂志Analytica Chimica Acta正式接收,出版中。上海交大2017级硕士生郭睿同学(已毕业)为论文第一作者,2017级博士生罗夏琳同学和2020级博士生刘京净同学(硕转博)参与部分研究工作和论文发表,上海交大吕海涛研究员为论文通讯作者。点击下方链接:了解论文原文
  • 代谢组学,妙手何来?|迈理奥,开拓代谢组学新科技的先锋
    今天要讲到的代谢组学妙手来自何方? 来自我们优秀的用户——迈理奥(Meliomics)。迈理奥的快速崛起,源自于他们对代谢组学领域的深刻理解和持续创新,而安捷伦出色的仪器和解决方案也为其提供了重要支持。日前,我们有幸采访到了迈理奥首席科学家厉良教授(加拿大皇家科学院院士)和学术总监李佳博士,深入了解了代谢组学领域及其检测环节所面临的挑战与机遇。厉良教授是享誉国际的质谱和代谢组学专家,加拿大皇家科学院院士、加拿大国家代谢组学研究创新中心联合主任、加拿大阿尔伯塔大学终身教授、人类代谢组计划联合发起人、人类代谢组学数据库 HMDB 联合创始人,积累了丰富的学术成果,获得诸多行业赞誉。图 1. 厉良教授正在接受采访 什么是代谢组学? 随着人们生活水平的提高,健康已成为重要关注点。常规体检通过检测肌酐、尿酸、胆红素等代谢物来评估健康状态。然而,对于某些复杂的疾病,常规检测方法可能无法提供足够的信息,需要更先进的技术来辅助。以新生儿筛查为例,代谢组学技术能在几分钟内快速识别 40 多种遗传代谢病的生物标志物。那么,什么是代谢组学呢?代谢组学是通过质谱等高通量技术手段,研究和发现特定生理时期内生物体的所有低分子量的物质,并进行定性和定量分析,探索代谢物变化与生物过程之间的有机联系。简单来说,代谢组学就是研究生物体内所有小分子代谢物的科学。癌细胞为了满足自身快速增殖的能量需求,通常会加速和增加生物能量代谢途径,包括通过糖酵解提高葡萄糖摄取以及引起三羧酸循环的变化。想象一下,借助代谢组学技术,我们有望在癌症早期进行发现和干预,避免病情发展到晚期扩散才进行治疗。这种早期诊断和干预策略,能够显著提升治疗效果,改善患者的生存质量。 图 2. 葡萄糖、乳酸和三羧酸循环对抗肿瘤免疫的影响 质谱检测在代谢组学领域面临哪些挑战?如何应对? 代谢组学领域的研究在检测环节面临很多挑战,厉良教授介绍到,代谢物常用质谱进行检测,但检测方法还有几个层面亟待提升。迈理奥正在通过颠覆性的创新技术克服常规代谢组学方法的瓶颈,从而提升检测的准确性和效率。 01 代谢物的检测覆盖率:很多代谢物电离效率不高或难以在色谱柱上保留,导致质谱不容易捕捉到这些物质。针对这一问题,迈理奥巧妙运用了化学衍生化的方法,使代谢物拥有疏水基团和叔胺结构,显著提高其色谱柱的保留性能和离子化效果,结合安捷伦高分辨质谱仪器,提升代谢物检测灵敏度 10-1000 倍,可检测8000-13000 个色谱峰对,极大地提升了代谢物的检测效率。使得更多的代谢物能够被准确、全面地检测到。 02 代谢物的定量分析:代谢物的准确定量应使用其对应的同位素内标矫正,但并不是所有代谢物均有同位素内标,或即使有,价格往往非常昂贵。针对这一难题,迈理奥采用同位素双标记的方法,为每种代谢物生成一一对应的同位素内标,进行精确的定量分析。代谢组学研究中很多时候不需要绝对定量检测,仅需要通过相对定量检测确定代谢物的变化趋势,即可为进一步研究和转化提供重要参考。 03 代谢物的鉴定:质谱灵敏度较高,因此会检测到很多离子信号,但是如何鉴定其为具体的某种代谢物,这方面能力仍然需要提升。 为了得到更准确的代谢物鉴定结果,迈理奥建立了专业的三层级代谢物鉴定数据库,实现了1400+个代谢物的精准鉴定和7000+个代谢物的可靠推定。为了进一步提高代谢物的鉴定能力,迈理奥正在构建基于 AI 的规模更大、更专业化的数据库,此举旨在提高鉴定精度,确保检测结果的准确性,从而为科学研究和临床应用提供更加可靠的支持。图 3. 迈理奥技术人员进行代谢组学实验 在代谢组学研究领域,质谱仪需要满足哪些要求? 在代谢组学研究领域中,质谱仪发挥着非常重要的作用,因此厉良教授认为,质谱仪需要尽量满足以下要求:1灵敏度,确保能够检测出样本中浓度很低的化合物,使多种代谢物的峰强度和面积都能得到很好的体现; 2分辨率,确保能够区分并准确识别具有接近质量数的多种代谢物;3稳定性,确保从样品前处理、液相分离、到质谱检测等各个环节都保证较高的稳定性,从而确保大队列和长时间的检测项目都能保证检测输出的一致性; 4数据处理能力,确保有软件能便捷地把各种峰型的结果进行分析汇总。图 4. 安捷伦仪器安捷伦的高端质谱仪器,在灵敏度、分辨率、稳定性和数据处理方面都可以满足需求,而且在性价比方面也占有一定优势,方便将来向更多的实验室推广整套技术和解决方案。图 5. 安捷伦软件界面 代谢组学的临床转化和应用前景? 在基因组-转录组-蛋白质组-代谢组的系统生物学框架内,代谢组学处于最下游,最接近生物表型,比其他组学更具时间敏感性,因此可以更容易直接与表型建立关系。通俗点讲,就是我们的基因可能不会经常变化,但是代谢物却在一直变化,观察整个代谢组的变化,可以评估人体的健康或疾病状态,例如最常见的就是糖检测和诊断糖尿病之间的联系。 图 6. 系统生物学与人体表型之间的联系目前,代谢组学在临床领域的应用主要有三个方面:1疾病生物标志物的发现:代谢组学可以帮助识别与特定疾病相关的生物标志物,这些标志物可用于疾病的早期诊断、疾病的分型或预后评估。这对于提高疾病的检测精度和患者管理具有重要意义。 2药物代谢与反应监测:在药物开发的临床试验阶段(包括一期、二期和三期),代谢组学通过分析代谢组的变化,帮助明确药物的作用机制。此外,它还可以用于评估不同人群对治疗的响应水平,支持精准医疗的实施。3疾病预防和健康管理:通过观察多种代谢物(如指纹图谱)的变化,代谢组学可以评估个体的整体健康状况,并预测潜在的疾病风险。这为早期干预提供了依据,有助于预防疾病的发生。 迈理奥是谁?作为开拓代谢组学新科技的先锋,迈理奥在首席科学家厉良教授的全程指导下,组建了以归国博士赵爽为核心的专业团队,创建了全球领先的 DeepMarker MT 代谢组学平台和 DeepMarker LT 脂质组学平台,专注于全方位、个性化、一站式的科研服务和创新医疗诊断技术的开发,推动生物标志物探索、健康检测等生命科学领域的创新与变革。 颠覆性的技术创新突破了常规方法的瓶颈,已应用于数百项研究,涉及疾病诊断、健康监测、药物研发、中医药研究、食品农业、环境监测等领域,助力高水平的科学研究以及高效的临床转化,成果显著,如阿尔茨海默症(加拿大脑计划)生物标志物的探索、乌帕替尼(艾伯维)的新适应症疗效评估、食品发酵过程监测等,体现了更高灵敏度、高覆盖率、高精准定量、高稳定性的全方位、多层面的领先优势。结语代谢组学作为后基因组时代发展最快、最热门、极具潜力的组学新兴学科,广泛应用于生命科学各领域,为发现生物标志物、探寻疾病机制等提供了强大的技术平台。感谢迈理奥一直走在突破代谢组学技术瓶颈、助力千亿级疾病早筛市场的道路上。安捷伦也将继续与迈理奥及各位行业合作伙伴通力协作,通过提供尖端、稳定、高性能的产品平台,以及专业的服务和支持,助力更多本土企业实现创新和发展。
  • 食品组学:食品分析现在和未来的挑战(5)
    》接上期   食品分析中最主要的一个挑战将是:改善我们对食物化合物在分子水平上的作用的有限认识(如它们与基因的相互作用,及其对蛋白质和代谢物的后续影响等),以便合理设计饮食来控制细胞功能,这对于我们的健康有着非同寻常的影响。在这种情况下,食品组学作为一门新兴学科来研究食物和营养,主要通过应用先进的组学技术来改善消费者的健康和幸福感。因此,食品组学作为一门全面的学科,包含了食品、先进的分析技术(主要是组学工具)和生物信息学。基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学的发展为我们现在利用食品组学来解决各种不同的问题带来了极大的机遇。   例如:(1)利用营养基因组学方法来理解生物化学、分子和细胞机理,它们是某种生物活性食物成分产生有益或有害影响的基础 (2)利用营养遗传学方法来理解对于特定的膳食结构,不同个体间不同响应的基因差异 (3)了解从上述阶段到疾病发生所涉及到的基因特征,也就是寻找可能的生物标记物 (4)确定生物活性食物成分对于关键的分子途径的影响 (5)建立肠道微生物基因谱全面的作用和功能,这项工作将开启令人印象深刻的研究领域 (6)了解食源性致病菌的应激适应模式,以确保食品卫生、加工和保存 (7)研究食物微生物作为传递系统的用途,包括基因失活和基因缺失的影响 (8)开展对转基因改性作物非计划性能的调查研究 (9)在理想情况下,将食品安全、质量和可溯源性作为一个整体进行综合评估 (10)理解具有农业利益和经济相关性的生物学过程的分子基础,例如,农作物和它的致病微生物之间的相互作用,以及果实成熟阶段发生的物理化学变化 (11)通过一个全面的方法来充分理解采后现象,这种方法可以将基因和环境的反应联系起来,以及可以鉴定基础性的生物网络。在这一方面,可以预期新组学技术结合系统生物学,就像食品组学所提议的,可将采后研究引入一个新的时代。   众所周知,遗传基因对人体健康有着重要的影响。然而,饮食、生活方式和环境对表观基因组、肠道微生物有着重要的影响,并影响转录组、蛋白质组、直至代谢组。当遗传基因的影响与营养/生活/环境不能得到适当的平衡,人体健康就会受到影响。食品组学是检测由食物成分引起的不同表达水平发生变化的重要工具。 图3.食品组学研究所使用的分析方法和预期的研究结果   食品组学研究食物成分对于特定生物系统(细胞、组织、器官或生物体)影响的理想方法如图3所示。根据这一食品组学研究方法,食物成分的影响结果可通过基因组学/转录组学/蛋白质组学和代谢组学得到,从而了解食物在分子水平上的生物活性和其对人类健康的影响。   食品组学的关注点与医学和生物科学相一致,通过充足的食物摄入量和所谓的保健食品的开发来预防疾病。从这方面来说,我们对许多物质对于人体健康影响的论断或许太早,对于其他对健康有影响的因素也是如此,它们的具体影响依然在研究当中。因此,食品组学方法可以帮助我们克服这些限制。为了实现这个目标,我们需要开展更多的研究来发现一种核苷酸的多态性,来识别相关的复杂疾病的基因,扩展对新食品的研究,提供更充分的证据来获得公众的认可。此外,尽管通过全面的食品组学方法可以得到有意义的成果,但实际上目前并没有提出并结合三种表达水平(转录组学、蛋白质组学和代谢组学)的研究论文发表。 (点击图片可查看大图)   图4展示了关于膳食多酚针对HT29大肠癌细胞化学预防效应的全球性食品组学研究结果。该图呈现了HT29大肠癌细胞内主要的生物过程所涉及的基因、蛋白质和代谢产物,这些物质通过转录组学、蛋白质组学和代谢组学等分析方法得到了鉴定,此外,迷迭香多酚治疗可以改变HT29大肠癌细胞内这些主要的生物过程。   为了充分证明它的价值,食品组学依然需要通过药物影响(例如通过所谓的个性化营养)被转化为方法或途径。在这一方面,当面对这样复杂的系统,数据的解释和整合并不简单,而且被认为是主要的瓶颈之一。在最近的一项工作中,食品组学方法被用来研究饮食中的多酚类物质对两个人的白血病细胞株的的影响,结果发现,一个人展示了药物敏感表型(k562),另一个则显示出耐药表型(k562/r)。研究中采用了基于非定标分析方法的全转录组芯片质谱联用技术(通过毛细管电泳&minus 飞行时间质谱CE&minus TOF MS和高效液相色谱&minus 飞行时间质谱UPLC&minus TOF MS)来进行转录组学和代谢组学分析。   人们使用IPA软件进行功能化的富集分析,对于转录组和代谢组模式的可靠的解释而言,我们可以把这种分析看成是一个在此之前的步骤。这些被研究的膳食多酚改变了1%的基因表达,这些基因被两种白血病细胞系里的转录微阵列所覆盖。总体来说,许多基因的编码第二时期相关解毒酶和抗氧化蛋白的转录诱导模式是不同的,而且在两个白血病细胞系所观察到的代谢模式是不同的,这表明膳食多酚可以对不同表型的白血病细胞产生一种差异性化学预防效果。   关于转录因子分析的IPA预测,强调了膳食多酚对于Myc基因转录因子功能的抑制,这也许可以揭示在白血病细胞中被观察到的膳食提取物的抗增殖效应。代谢分析表明膳食多酚对两种白血病细胞系细胞内代谢水平有着不同的影响。通过使用IPA软件将关于标准代谢途径的数据集进行重叠整理,以实现对由转录组学和代谢组学平台获得的数据的整合。这一方法对被膳食多酚调解的代谢路径中几种不同表达水平的基因进行鉴定,从而为这些化合物的影响效果提供更多的证据。   尽管食品组学有着巨大的潜力,但也存在着方法难题。事实上,食品组学方法并不简单,需要知识结构有着高度互补性的工作在不同领域的研究人员,特别是分析化学、生物/医学、生物信息学和统计学。   此外,食品组学工具需要克服许多极限,来优化食品分析。对于转录组学,高背景噪音淹没了微弱信号,以及DNA芯片当中杂交探针的效率和选择性都需要改进。新的改进包括建立常规的数据分析方法,增加测序的通量和读长。同时也期待这些分析技术所需的费用在未来会持续下降,允许新的应用以及在食品组学研究中大量应用。   在蛋白质组学当中,质谱或者质谱与二维电泳、液相色谱、毛细管电泳联用已成为最常用的方法。如果要使蛋白质研究成为常规分析,则需要开发相关的改进技术或替代技术(如蛋白质微阵列),包括改进肽的分辨率,以实现覆盖更多的蛋白质。除了日常复杂的样品处理与分离技术,质谱对于蛋白质组学研究依然十分重要。在这种情况下,传统的质谱仪器正在逐渐让位于更加复杂和集成的质谱仪器,它们大多数是与一种或更多的仪器组合使用。因为可以从食品组学当中少量的蛋白质组学研究进行推断,我们期待技术的创新可以推动蛋白质组学分析及食品组学的标准化。   人们期待着代谢组学的巨大进步,利用几乎不需要进行样品制备的新型质谱接口,以及利用MALDI成像质谱(MALDI-MSI)能够分析组织及单细胞水平的蛋白质的代谢产物,获得特定分子空间分布的信息。样品制备方法以及分析平台的改进(包括更高灵敏度的NMR系统与在线质谱联用的可能性),将增强食品代谢组学研究的关联性。   多维分析技术,如GC × GC或LC × LC,也是分离技术的革命性突破,预计在不久的将来,这一技术在食品组学研究中的应用会增加。与传统的分离技术相比,它们不仅增强了分辨率,而且使峰值数大幅增加,并且增强了分离效果和灵敏度。另外,毛细管电泳技术以及毛细管质谱联用技术(CE-MS)都是代谢组学研究的理想工具,因为它们不需要大量的样品制备,应用范围广,效率高,分辨率高,以及样品消耗量低。此外,CE&minus MS能够分离强极性及带电荷的代谢物质,而这些物质很难被LC或GC分离。代谢组学面临着许多挑战需要解决,如代谢物数据库的发展和增长,到目前为止,所有的代谢产物中仅有一小部分被鉴别,并收录在代谢物质数据库中,大多数自然产生的代谢物质还仍然是未知的。   除此之外,身体处于正常状态和病理状态的代谢物的范围,需要代谢组学领域做出一致的假设,对样品状态和目标代谢物要有统一的标准,以便在新食品组学领域全面认识它的潜力。食品组学与系统生物学结合的挑战,不仅来自于技术水平,如前文提到的,组学研究工具已经取得了巨大的发展和进步,并被期望能有再进一步的巨大发展 还来自于生物信息学方面,它需要进一步的发展,以使系统生物学能在新食品组学研究中发挥所有的潜力。在这一方面,我们还需要做大量的工作,来将我们了解的许多细胞过程知识和它们在不同的分子水平如何发生联系起来。(全文完)   注:文章译自美国分析化学杂志。
  • 代谢组学知多少?大咖带你洞悉代谢组学技术与前沿应用
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 代谢组学是继基因组学、转录组学及蛋白质组学之后发展起来的一门新兴组学,是整合包括色谱联用质谱和核磁共振等现代分析技术、生物化学以及生物信息学等学科的一门交叉学科技术,用于研究生命活动链条下游的代谢物内稳态情况。相比于其他组学,代谢组学反映生命体已经发生的生物学事件,因此能够更准确直接地反映生命体终端和表型信息。目前,广泛应用于代谢组学数据采集的技术平台有氢/碳核磁共振技术、气相色谱-质谱技术、液相色谱-质谱技术、毛细管电泳-质谱技术以及直接进样质谱技术等。鉴于代谢物种类多样且浓度差异大,代谢组学研究需要依托高灵敏度、高分辨率的分析技术。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 基于此,仪器信息网将于 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 2020年9月8日 /strong /span 举办 a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong “代谢组学技术及应用新进展”网络研讨会 /strong /span /a ,聚焦代谢组学的多个细分领域,如代谢组学基础研究、微生物代谢组学、代谢组学与中医药、药物开发代谢组学、疾病诊断与代谢组学等,从技术难点、数据分析到应用进行剖析,为业内专家与相关研究学者提供更灵活的交流机会,促进合作。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 会议日程(点击图片报名参会) /strong /span /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/" target=" _blank" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/6f5b37a6-fb5c-404f-bd85-a2685936ae49.jpg" title=" 日程0812-1320.png" alt=" 日程0812-1320.png" / /a /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center " strong style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) " 专家阵容 /strong br/ /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 306px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/f1e3e61b-ba44-4f18-a3eb-624f3493ff48.jpg" title=" 厉良.jpg" alt=" 厉良.jpg" width=" 300" height=" 306" border=" 0" vspace=" 0" / /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告题目:《用于深度代谢组分析的LC-MS的最新进展》 /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告人:加拿大阿尔伯塔大学 厉良教授 /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 厉良教授于1983年在浙江(杭州)大学获得化学学士学位,1989年获得美国密歇根大学化学博士学位。1989年7月加入加拿大阿尔伯塔大学,任化学系教授和生物化学系兼职教授。他是加拿大代谢组学创新中心(TMIC)的联合主任。厉教授是加拿大皇家学会科学院院士。他于2005年至2019年是加拿大分析化学研究主席。2000年至2005年担任阿尔伯塔省癌症研究所蛋白质组学资源实验室主任。他于2007年至2019年担任阿尔伯塔大学分析化学部主任。他是人类代谢组数据库(HMDB)项目的联合负责人。他的实验室建立了已经被代谢组学研究社区广泛使用的内源性人类代谢物的HMDB MS/MS质谱谱库。他的实验室是开发用于生物系统定量和全面代谢组分析的高效化学同位素标记液相色谱质谱(HP-CIL & nbsp LC-MS)平台的先驱。厉教授获得过多项国内和国际奖项和荣誉。自2005年以来,他是国际分析化学期刊Analytica Chimica Acta的编辑。他还是许多科学期刊的编辑顾问委员会的成员。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 363px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/355dbdfd-aa48-4d25-8cc8-6b819432a5ed.jpg" title=" 唐惠儒.jpg" alt=" 唐惠儒.jpg" width=" 300" height=" 363" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告题目:《脂蛋白亚类及其组成的定量分析》 /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告人:复旦大学人类表型组研究院 唐惠儒教授 /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 教授,博士生导师。1986年获西北轻工业学院(现陕西科技大学)学士学位;1991年,获英国伦敦大学Royal Holloway College化学系,物理有机化学,博士学位;1992-2000年先后任英国BBSRC食品研究所Research Scientist、Senior Research Scientist。2001-2005年任英国帝国理工学院生物医学部生物化学系Senior Scientific Officer,兼代谢组学核磁共振设施总监(终身职位)。2005-2014年先后任科院武汉物理与数学所研究员、博士生导师、研究部副主任、中科院生物磁共振分析重点实验室主任。2014年11月起任复旦大学特聘教授。 英国皇家化学会Fellow (FRSC, CChem)、美国化学会会员、陕西科技大学客座教授、华中科技大学生命科学及技术学院兼职教授 J Proteome Res, Current Metabolomics, Arch Pharm Res, World J Hepatol, Chin J Anal Chem, 《波谱学杂志》、《现代科学仪器》、《基础医学与临床》等刊物编委。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 348px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/a2940969-29b5-4ade-b6b7-e02e9245f867.jpg" title=" 袁必锋.jpg" alt=" 袁必锋.jpg" width=" 300" height=" 348" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" span style=" text-align: center " 报告题目:《核酸修饰组学及核酸修饰代谢分析》 /span /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告人:武汉大学 袁必锋教授 /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 武汉大学化学与分子科学学院教授、博士生导师,国家自然科学基金优秀青年基金获得者(2015年)。2001年和2006年于武汉大学生命科学学院分别获得学士和博士学位。2006年至2010年在新加坡国立大学和加州大学河滨分校开展博士后研究。2011年任武汉大学化学与分子科学学院教授、博士生导师。担任Chemical Research in Toxicology 顾问编委 (Editorial Advisory Board)、Scientific Reports 编委、Chinese Chemical Letters 编委、《色谱》编委、《分析测试学报》青年编委、《高等学校化学学报》青年编委、中国生物物理学会代谢组学分会理事。主要研究方向为生物分析化学、核酸化学生物学。在所从事的研究工作中,建立了DNA、RNA、蛋白质等多种生物大分子修饰(表观遗传修饰)的高灵敏分析方法,开展了生物大分子修饰和疾病的相关性研究;建立了多种代谢组学分析方法,开展了基于代谢组的临床疾病标志物分析。在PNAS、Nucleic Acids Research、Chemical Science 等学术刊物上发表了170余篇SCI论文。 /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/62db9fd0-83a7-49a1-bfb3-4a3a961351f1.jpg" title=" 吕海涛.jpg" alt=" 吕海涛.jpg" width=" 300" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告题目:《精准靶向代谢组学及其转化研究实践》 /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告人:上海交通大学 吕海涛研究员 /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 吕海涛博士,上海交通大学研究员/课题组长/博士生导师,国家重点研究发计划课题负责人,权威的QUT校长特聘教授席国际人才基金获得者,交通大学绿色通道引进高层次人才和功能代谢组科学实验室主任。2009年于黑龙江中医药大学获得生药学博士学位。2009-2013年先后华盛顿大学医学院和麻省理工学院等完成博士后训练。曾任重庆大学“百人计划”研究员/博士生导师,创新药物研究中心(药学院)主任助理。先后在Mass Spec Rev,J Proteome Res, Mol Cell Proteomics,Pharmacol Res和Liver Int等著名杂志发表SCI检索论文46篇。担任中国生物物理学会代谢组学分会副秘书长,美国科学促进会(AAAS)荣誉会员等。担任著名SCI检索杂志Phytomedicine (Q1, IF 4.2) 副主编,Frontiers in Microbiology (Q1, IF 4.1) 副主编,和Pharmacological Research (Q1, IF 5.57)顾问主编, Proteomics-Clinical Application, ACS Pharmacology and Translational Science编委等,国家自然科学基金委和澳大利亚NHMRC基金评审专家。近五年,先后主持国家重点研发计划课题1项,国家自然科学基金面上项目2项,QUT校长特聘教授国际人才基金等10余项课题研究工作。省部级科技奖2项。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 点击图片报名参会 /span /strong /span /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " /span /strong /span /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/" target=" _blank" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 305px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/fd8cd6dd-fe2f-44b6-94c7-bd7944e8020a.jpg" title=" 69035020200728.jpg" alt=" 69035020200728.jpg" width=" 600" height=" 305" border=" 0" vspace=" 0" / /a /p p style=" text-align: center " 扫码加入会议交流群 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 399px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/34536ad5-31f7-4a81-940d-2f9b47b6e86f.jpg" title=" 微信图片_20200902104609.jpg" alt=" 微信图片_20200902104609.jpg" width=" 300" height=" 399" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " /span /strong /span br/ /p
  • 质谱组学云课堂 | 代谢组学、蛋白质组学双重盛宴来袭
    质谱组学云课堂 | 代谢组学、蛋白质组学双重盛宴来袭 蛋白质作为生命活动的功能执行者,使得质谱表征的蛋白质组学能够为生命活动提供更加贴近表型的解释,它为疾病致病机理发现、癌症的早期诊断及新型标志物研发、预后预测、精准分型、指导用药、临床样本数字化等均提供了准确全面的信息,是人类对抗疾病的一大利器。 代谢组学作为蛋白质组学的下游组学,同时也是环境暴露、治疗干预、生活习惯以及上游组学这一系列事件在人体的最终直观放大反应,也是更能直观反应生物体系的状态的组学,因此代谢组学的研究是精准医疗的重要一环。近几年,在学术前沿领域有众多的学者意识到代谢组学的重要性。赛默飞 × 华大基因赛默飞携手华大基因紧跟学术前沿,结合组学研究需求,推出基于Orbitrap在组学中的研究方案,助力组学技术的进展,紧跟热点,分享单细胞/微量样品、精准医学等相关应用。 代谢组学系列讲座 基于Orbitrap平台的代谢组学和脂质组学方案时间: 10月28日 15:00~16:30内容简介: 1. Orbitrap仪器原理、用于小分子组学的硬件优势 2. 用于小分子组学的主要软件Compound Discoverer和Lipidsearch介绍 3. 相关应用案例介绍吴珊湖,赛默飞世尔科技(中国)有限公司液质联用小分子领域应用工程师,主要支持LC-MS、LC-MSMS系列平台的应用开发,在小分子组学、杂质分析、中药定性等方面具有丰富的经验。肠道菌群与代谢组学关联分析时间: 10月28日 16:30~17:30内容简介: 1. 宏基因组/16S与代谢组关联分析方法 2. 宏基因组/16S与代谢组关联分析案例梅占龙,哥本哈根大学生物信息学博士,任华大基因质谱平台信息分析负责人。擅长代谢组学技术研究及生物信息分析,参与开发多款华大基因代谢组学分析流程。在代谢组学的应用上有丰富经验,与客户合作发表文章多篇。 扫码报名 医学蛋白质组学系列讲座 蛋白质组学在精准医学研究中的应用时间: 11月5日 15:00~16:00内容简介: 1. Orbitrap超高分辨质谱的发展及其在蛋白质组学领域的全面解决方案 2. 蛋白质组学技术在精准医疗领域的应用及进展齐英姿,赛默飞世尔科技大分子方向应用工程师,毕业于军事医学科学院国家蛋白质科学中心北京,一直从事蛋白质组学相关技术支持工作;2021年加入赛默飞世尔科技,具有丰富的蛋白质组学研究以及质谱数据分析相关经验。单细胞/微量样本的蛋白质组学技术时间: 11月5日 16:00~17:00内容简介: 1. 单细胞蛋白质组学技术的发展和现状 2. 单细胞和微量蛋白质组学技术的应用案例李思奇,哥本哈根大学生物化学博士,深圳华大基因质谱平台资深研发工程师。擅长蛋白质组学和质谱技术的开发与应用,负责多项实验技术的设计、搭建和优化,参与发表多篇SCI文章。 扫码报名扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案,或关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号,了解更多资讯+
  • 沃特世推出新型质谱采集模式,推动蛋白质组学和脂类组学研究发展
    沃特世质谱技术研究人员Bob Bateman和John Hoyes荣获HUPO科学技术奖 沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)近日于国际人类蛋白质组研究组织(HUPO)第15届国际大会上推出全新的数据采集模式SONAR™ ,该模式专为Xevo® G2-XS四极杆飞行时间(QTof)质谱仪(MS)而开发,提供全新的非数据依赖型采集(DIA)方案获取MS/MS数据。这项技术能够帮助分析科学家们提升实验室工作效率,同时让他们对生成的结果更有信心。借助SONAR数据采集模式,科学家们只需执行一次进样即可完成复杂样品中脂质、代谢物和蛋白质的定量和鉴定,免去了采用MS/MS方法分析时通常需要额外进行方法开发的麻烦。 沃特世在HUPO国际大会期间隆重介绍了这一新型MS采集模式。会议同时表彰了沃特世公司的高级质谱技术专家Bob Bateman和John Hoyes为推动质谱技术发展所作的杰出贡献。在现代蛋白质组学实验中,基于DIA的质谱技术是分析人员获取包含大量数据的样品谱图时常用的一项技术。随着蛋白质组学和脂类组学研究的不断发展,科学家们越来越追求针对性更强的实验,来定量分析特定的肽和蛋白质,这就需要进行额外的方法开发和重复分析。面对越来越复杂的样品,沃特世新推出的SONAR数据采集模式能够提供更丰富的信息,同时提升数据的清晰度。 沃特世公司的组学业务开发高级经理David Heywood表示:“如今的蛋白质组学研究已十分成熟,科学家们已经能够收集到蛋白质的大部分相关信息。现在,他们希望实现的目标是先针对某种蛋白质或特定的肽提出假设,然后采用靶向MS/MS定量方法就这种假设观点展开研究,而无需额外开发新的方法或实验。现在,借助SONAR数据采集模式,科学家们可以完成一站式分析并具有更高的选择性。这种模式可兼容高速UPLC分离,工作流程更加高效,通过一次进样即可完成更准确的定性和定量分析。” 沃特世科学家荣获HUPO国际大会表彰此次HUPO国际大会还向沃特世公司的技术研究顾问Bob Bateman和质谱技术总监兼首席科学家John Hoyes颁发了HUPO科学技术奖,以表彰他们为推动蛋白质组学研究技术发展与开发QTof质谱仪所作出的杰出贡献。 HUPO执行委员会在颁奖辞中表示:“QTof串联质谱仪在其问世初期对蛋白质组学的发展产生了巨大影响,这类质谱仪与纳升级液相色谱(LC)联用后,能够在蛋白质组分析中表现出无与伦比的性能。”Waters® (Micromass® )Q-Tof™ 质谱仪自1996年进入市场以来不断进行技术创新,继上一次集成离子淌度分离技术之后,此次又增添了全新的SONAR MS数据采集模式。 SONAR为MS数据采集模式带来有效的性能提升SONAR在选择性方面实现的提升主要得益于质谱仪四极杆的运行方式。在SONAR模式下,四极杆并不会始终保持打开状态传输所有离子,而是扫描指定的质量范围,每次扫描可捕获200张谱图。这种四极杆运行方式让SONAR能够兼容快速的超高效液相色谱(UltraPerformance Liquid Chromatography® ,UPLC® )分离,从而提高实验室分析通量。过去可能会发生色谱共洗脱的化合物现在可以通过四极杆实现分离并单独记录下来,数据库的搜索效率将随之得到提高。SONAR通过一次进样即可同时采集定量和定性数据。 HUPO国际大会于9月18日至22日在台北国际会议中心召开,期间将举办多场以SONAR技术为主题的研讨会。 SONAR数据可整合至Waters Progenesis® 和Symphony™ 软件分析工作流程,还可兼容Skyline等第三方软件包。由MassLynx® 软件控制的Waters Xevo G2-XS QTof质谱仪现已整合SONAR模式。 关于沃特世公司(www.waters.com)沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)专注于为实验室相关机构开发和生产先进的分析和材料科学技术。50多年来,公司开发出一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术。
  • 北京大学王初课题组发展硫辛酰化修饰的组学鉴定新方法
    近日,北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命联合中心王初课题组在Journal of American Chemical Society杂志上发表题为“Quantitative Site-Specific Chemoproteomic Profiling of Protein Lipoylation”的研究文章。在这项工作中,作者发展了新型的用于捕获硫辛酰化修饰的化学探针,并结合定量化学蛋白质组学的技术,首次实现在大肠杆菌和哺乳动物细胞中的硫辛酰化修饰位点全局性鉴定与定量,并对大肠杆菌中特定底物蛋白中三个硫辛酰化修饰位点的调控和硫辛酰化修饰合成酶的功能进行了研究。 硫辛酰化修饰是一种通过酰胺键将硫辛酸共价连接到蛋白质赖氨酸残基上的翻译后修饰。硫辛酰化修饰在进化中高度保守,并且位于细菌和哺乳细胞核心代谢途径几种重要蛋白质复合物(丙酮酸脱氢酶复合物,酮戊二酸脱氢酶复合物和支链酮酸脱氢酶复合物)的活性口袋中,作为关键辅因子发挥着重要的催化作用。硫辛酰化修饰的失调与人类代谢紊乱、癌症等疾病相关。因此,加深对硫辛酰化修饰调节的理解对于研究与这些疾病相关分子机制具有重要的意义。 早期工作主要通过结构生物学和生物化学的方法对单个蛋白硫辛酰化修饰进行研究。近些年来,科学家们通过将基于抗体或化学连接的方法与基于质谱的蛋白质组学技术结合,实现了不同细胞类型和组织中硫辛酰化修饰的检测。然而,硫辛酰化抗体的结合亲和力不足,无法实现对所有硫辛酰化修饰蛋白进行鉴定。最近,北京大学陈兴课题组发展了一种化学连接策略用于硫辛酰化修饰蛋白的鉴定(Angew. Chem. | 蛋白质硫辛酰化修饰的化学标记),但未能实现在组学层面对硫辛酰化修饰位点的定量分析和检测。而使用选择反应检测扫描(SRM)的方法则可以实现对特定的底物蛋白二氢硫辛酰胺乙酰转移酶(DLAT)中硫辛酰化修饰位点进行相对定量,但很难实现对所有的硫辛酰化修饰位点进行全覆盖。因此,到目前为止,仍然缺乏一种用于全局分析蛋白质组中蛋白质硫辛酰化修饰的位点特异性鉴定和定量的方法。本论文发展了一种标记硫辛酰化修饰的探针和一套具有位点分辨率的定量化学蛋白质组技术。作者受醛基基团保护策略中常用的基于硫缩醛的方法启发,设计了丁醛探针BAP。该探针中含有醛基,可与硫辛酰化修饰发生缩合反应,并结合生物正交基团炔基,通过铜催化的点击化学反应引入可切割的富集标签。作者结合底物序列分析结果,使用V8蛋白内切酶Glu-C代替常规的胰蛋白酶Trypsin,实现了对大肠杆菌中所有已知硫辛酰化修饰位点的鉴定。在大肠杆菌中,其中一个蛋白底物二氢硫辛酰赖氨酸乙酰转移酶ODP2上含有三个修饰位点,在Glu-C进行酶切后会产生完全一致的肽段序列。为了能够对ODP2中三个硫辛酰化修饰位点进行区分,作者巧妙地利用修饰肽段下游的序列来代表三个硫辛酰化修饰位点,结合稳定同位素二甲基化定量的方法,开发出一种能够将ODP2上三个硫辛酰化位点进行区分定量的流程。利用发展的大肠杆菌硫辛酰化修饰位点定量策略,本研究对ODP2中三个硫辛酰化修饰任意的单突变和双突变组合菌株中硫辛酰化修饰状态进行分析。实验结果显示,ODP2中三个硫辛酰化修饰位点在体内的调控是相对独立的,并且当体内感受到整体的硫辛酰化修饰降低到一定限度时,会启动一定的补偿调控机制。作者进一步在大肠杆菌中探究了硫辛酰化修饰从头合成途径(由辛酸转移酶LipB和硫辛酰化合成酶LipA级联介导调控)和硫辛酰化修饰直接合成途径(由硫辛酸蛋白连接酶LplA调控)在硫辛酰化修饰合成过程的重要性。作者对三个硫辛酰化修饰合成酶LplA、LipB和LipA进行敲除,利用开发的位点定量流程对大肠杆菌中所有已知硫辛酰化修饰位点进行定量。实验结果显示,在营养充足的情况下,从头合成途径比直接合成途径起了更重要的作用。同时LplA在辛酸充足的条件下能够发挥与LipB类似的辛酸转移酶的功能。但是相比之下,LipB是体内更为重要的辛酸转移酶。作者接下来将该定量化学蛋白质组学流程运用到哺乳细胞体系中。作者发现,在人源细胞大多数的硫辛酰化修饰肽段都含有两个酸性氨基酸,这严重影响了质谱正离子检测模式下肽段的检测效率。为了解决这个问题,作者在常规的酸切标签DADPS的结构中引入了一个额外的氨基,发展了新一代酸切割的生物素叠氮标签CY58。利用新型的电离辅助亲和标签CY58,结合二甲基化标记定量策略,作者成功地实现了对人源细胞中所有已知的六个硫辛酰化修饰位点进行定量。最后,作者利用BAP探针结合质量标签的方法,成功地实现对甘氨酸裂解系统 H 蛋白(GCSH)中硫辛酰化修饰的修饰率进行测量,未来有望进一步在蛋白质组水平上直接检测所有蛋白中硫辛酰化修饰的修饰率。总之,本工作为组学层面的硫辛酰化修饰位点定量分析提供了强有力的工具,极大地助力了硫辛酰化修饰位点的功能研究。本文的通讯作者为北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命联合中心的王初教授。其指导的化学与分子工程学院2016级博士研究生赖书畅和博士后陈颖博士为本文的共同第一作者。王初课题组杨帆博士,肖伟弟博士和刘源博士等合作者为本课题做出了突出的贡献。该工作得到了科技部、基金委、北京分子科学国家研究中心、教育部生物有机和分子工程重点实验室的经费支持。
  • POPs防治履约十年 削减修复打开了千亿市场?
    2001年,国际社会通过《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,公约于2004 年生效,目前有124 个成员国,其中包括中国。   2007年7月3日,国务院批准&ldquo 中国履行《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》国家实施计划&rdquo (以下简称《国家实施计划》),详细部署安排持久性有机污染物(简称POPs)防治相关工作。近年来,随着履约工作的不断深入,我国的POPs治理相关市场也在逐渐打开。   44处POPs污染场地修复就需20亿元   随着新POPs种类的继续增加,相关污染防治市场或将达到千亿规模   2012年,环境保护部、工信部等12个部门联合制定了《全国主要行业持久性有机污染物污染防治&ldquo 十二五&rdquo 规划》,明确了&ldquo 十二五&rdquo 期间持久性有机污染物污染防治工作的目标、任务以及重点工程。   其中规定:&ldquo 十二五&rdquo 期间,我国重点行业二恶英单位产量(处理量)的排放强度削减率规划达到10%,已识别在用含PCBs(多氯联苯)电力装置的下线率达100%,已识别杀虫剂废物安全处置率达100%,已识别高风险杀虫剂类污染场地无害化管理率达85%以上。   在此目标下,我国将实施7大重点工程项目,包括454个淘汰落后产能项目,110个二恶英减排工程项目,22个二恶英技术示范工程项目,42个持久性有机污染物废物处置项目,40个污染场地风险管理、治理和修复项目,两个新增持久性有机污染物项目,6个法规标准体系完善及监测管理项目,以上总投资约为85亿元。   &ldquo 十二五&rdquo 之后,POPs的污染防治需求仍将扩大。由于其仍处于初级准备阶段,资金需求量仍无法准确计算。但是,我国曾依据《公约》第13 条和第14 条以及GEF(全球环境基金)资助原则,对实施《国家实施计划》的资金需求进行过估算。结果显示,为削减POPs污染,我国总投资需求约为339.2亿元(截至2015年)。这一数字并不包含已受POPs污染的场地治理费用,而且尚未考虑新增10种POPs污染物的防治费用。   据了解,我国已识别的POPs污染场地有44处,以目前动辄上千万、上亿元的修复费用估算,这44处POPs污染场地修复费用约需20亿元甚至更高。因此,可以大胆估算,已识别的12种POPs污染物防治费用约需370亿元(含尚未识别的污染场地),22种POPs污染物的防治费用总计约700亿元,而随着新POPs种类的继续增加,我国POPs污染防治市场或将达到千亿规模。   国内对POPs监测处于先进水平   市场化运行机制的完善和需求的激增,将带动更多民营性第三方检测机构进入市场   POPs国际公约生效10年来,我国对POPs的研究持续深入。在新增和候选POPs物种中,全氟化合物(PFOS/PFOA等)、多溴二苯醚(PBDEs)及短链氯化石蜡(SCCPs)等阻燃剂、药品和个人护理品 (PPCPs)等新兴污染物的机理、检测方法、污染现状、环境行为、暴露风险、控制及消除技术已成为现今研究的重要内容。   与在水、大气、土壤中常规污染物的研究及控制技术的&ldquo 拿来主义&rdquo 不同,我国POPs等新兴污染物的研究与国际上差距不大,整体位列国际先进水平。   据中国环境科学学会POPs专业委员会主任余刚教授介绍,POPs的产业化将经历检测分析、风险评价、削减排放、废物处置、污染场地修复等阶段。我国已经初步形成了POPs检测分析产业。&ldquo 虽然检测仪器主要依赖于Waters、安捷伦、岛津等国外品牌,但由政府、高校和科研院所、企业等建立的一批POPs检测实验室已经开始服务于市场。&rdquo 他说。   以二恶英检测为例,目前我国有近40家二恶英检测机构,多数为政府性质(如环境保护部、科研院所下属的实验室等),但市场上也逐渐出现了民营性质的第三方检测机构。调查发现,虽然这种第三方检测机构占比很小,但随着市场化运行机制的进一步完善和未来需求的激增,必将带动一批企业进入POPs的环境调查分析领域。   重点省陆续开展治理和调查   《国家实施计划》更新工作仍面临一系列问题   国家履行斯德哥尔摩公约工作协调组办公室发布的数据显示,历史上我国至少有58家杀虫剂类POPs生产企业(含原药和制剂厂),包括14家现有企业(截至2003年)和44家历史企业。这58家杀虫剂类POPs生产企业中约有76%分布在江苏、浙江、河北、辽宁、福建、四川等省份,其中江苏、浙江和河北的数量最多 而现有14家生产企业主要分布在江苏(10家)、河北(3家)和云南(1家)3个省。   江苏省是农药生产大省,也是POPs生产企业中数量最多的。目前,江苏省已在苏州、无锡、常州、扬州、盐城、镇江、淮安等地调查出POPs污染场地14块,多处污染场地氯丹和灭蚁灵的浓度远超过人体健康风险水平。   2012年,江苏省发布了《江苏省持久性有机污染物&ldquo 十二五&rdquo 污染防治规划》(简称《规划》)。规划显示,&ldquo 十二五&rdquo 期间,江苏省将重点围绕二恶英的削减控制、POPs废物无害化管理与处置、POPs污染场地治理和修复、基础能力建设等组织实施4大类共48个工程项目,总投资约8.11亿元(图1)。   资金来源方面,废物和污染场地清单调查、能力建设、监测能力建设、数据库建设、公众宣传、教育等费用由各级地方人民政府承担,省政府给予一定支持 二恶英类POPs排放企业的技改升级费用由企业负责,高风险POPs污染场地治理费用由原污染企业负责,原污染企业破产或倒闭的,则由所在地方人民政府负责。   除此之外,浙江、广东、山西、河北、福建等地也陆续发布了《持久性有机污染物防治&ldquo 十二五&rdquo 规划》。虽然这些地区并未公开具体投入资金,但已经公开了POPs污染场地治理和修复工程。   专家表示,我国目前已识别了44 处POPs污染场地,并对其中4 处开展了现场化学和物理探测。然而,目前的调查对象仅是《公约》首次通过的12种POPs,而新增加的10种POPs污染情况还是空白。   因此,《国家实施计划》的更新工作也将面临一系列问题。第一,与已经控制的12种POPs不同,新增POPs的生产、应用、排放和报废等环节的管理和控制法规缺失,造成有效管理的能力将严重不足。第二,国内研究机构缺乏对新增POPs的识别和判断能力,以及其对环境和健康的风险研究。第三,POPs类化学品生产及上游原料供应企业面临减产或者停产需求,将产生大量工人失业和产值损失问题。第四,POPs产品替代也将面临替代技术不足和代替成本高的问题。
  • 基因组学北京市重点实验室在京揭牌
    随着基因检测技术的飞速进步,基因检测逐渐走入我们的生活,&ldquo 滴血验癌&rdquo &ldquo 基因分析预测疾病&rdquo 等提法屡见不鲜,有些公众愿意做第一批&ldquo 吃螃蟹的人&rdquo ,而有些公众对此持怀疑态度。基因组学北京市重点实验室12月5日在京揭牌,这个实验室将来会做些什么工作?对推动我国基因检测技术及应用的发展能起到什么作用?未来基因检测将为我们的生活带来什么改变?为此,记者采访了该实验室的相关专家。   集合优势资源攻关十大疾病   基因组学北京市重点实验室学术委员会主任沈岩院士表示,该实验室集结了北京市的优秀科研资源, 这个创新平台是开放性的,与医院、大学和研究机构合作,不搞&ldquo 一言堂&rdquo ,不搞&ldquo 一家独大&rdquo ,目标是集中北京基因组学的优势力量,重点为&ldquo 首都十大疾病科技攻关项目&rdquo 做贡献。   &ldquo 我们正在做拇指外翻的遗传学研究&rdquo ,中国中医科学院望京医院的温建民教授告诉记者,望京医院一年做北京60%以上的拇指外翻手术,经病例研究发现,拇指外翻以女性居多,遗传因素非常明显。如果找到相应的基因位点,进而提前干预,将减少拇外翻的病例。北京阜外心血管病医院流行病学专家顾东风教授表示,目前阜外医院对心血管疾病的研究停留在患者家族的中风史、吸烟史上,如果能够进行基因遗传学研究,将大大推进我国心血管疾病的流行病学的发展。这些临床专家表示,疾病易感基因的研究应与临床密切结合,进而推动基因检测科学与医学临床研究的进展。   推动我国基因组学研究发展   该平台同时也将与药企展开良好合作,&ldquo 找到新的药物靶点必须借助于基因测序技术&rdquo ,生物制药专家沈心亮表示,近些年来,基因测序技术飞速发展,基因组学发展快速,给生命科学的发展带来很多启示。   &ldquo 基因组学北京市重点实验室的建立将为我国基因组学的研究发展起到重要推动作用,&rdquo 沈岩告诉记者,&ldquo 我们拥有最先进的基因检测设备、测序技术、最优秀的基因研究人才,建立这个平台有助于医院、研究院所、基因测序公司抱团发展,将对推动我国生命科学医学发展有重要意义。&rdquo   沈岩院士告诉记者,我国最早的发展依靠廉价劳动力,后来的发展以消耗能源为代价,先发展后治理是件难受的事,但却是必经阶段。目前已经到了依靠原始创新、依靠科学技术发展的时候了,北京市支持成立基因组学北京重点实验室,体现了北京市支持原始创新的决心。   北京市科委副主任杨伟光表示,北京市科委一直大力支持原始创新项目,此平台的建立仅拉开了北京市建立一系列科研创新平台的序幕。   以基因检测预知风险   基因与人体健康无疑有着相当密切的关系。基因组学北京市重点实验室学术委员会的一位专家告诉记者, 时至今日,基因研究已经在人类健康生活中起到重大作用。基因检测可以诊断疾病,也可以用于疾病风险的预测。比如新生儿遗传性疾病的检测、遗传疾病的诊断和某些常见病的辅助诊断。   目前有1000多种遗传性疾病可以通过基因检测技术做出诊断。一些基因测序公司已经开展了预测性基因检测项目,利用基因检测技术在疾病发生前就发现疾病发生的风险,提早预防或采取有效的干预措施。   一位该平台学术委员会资深专家告诉记者,科学家已经能够分析出某些基因与疾病的关系,但与基因个性化咨询、基因治疗疾病、解读人类遗传密码尚有较远距离。他认为,至少还需要20年科学家们才能把基因测序得到的数据,科学的分析清楚。基因分析可以告诉人们,某些基因会有得某种疾病的风险,我们个体遭受巨大打击后,往往还能逐渐恢复,绝不仅仅是一、两个基因在起作用。   他告诉记者,目前基因测序已经用于设计新药上。由于个体遗传基因有差异,不同的人对外来物质(如药物)产生不同的反映。服用相同的适量药物,有些病人觉得药效明显,有些病人没有明显感觉,有的病人可能会出现药物过敏、红肿发疹的现象。基因检测是针对个人的基因做检测,根据每一个人的基因情况,制定特定的治疗方案,从而科学地指导患者使用药物的种类和剂量,避免药物毒副作用,让患者走出用药盲区,用准药,用好药,把握最佳治疗时期。目前,美国食品药品监督管理局要求药品企业新药注册申请时,应先进行基因测序。另外,一些价格昂贵的抗体药物在临床使用前,也应进行基因检测工作,以便找出适合的病人,节省药费,合理用药。
  • 共话数据密集型环境下组学研究的新发展——2021年代谢组学与暴露组学高端论坛成功召开
    仪器信息网讯 2021年6月11日,由中国科学院大连化学物理研究所主办的“代谢组学与暴露组学高端论坛”在美丽的滨城大连成功举办。会议主题为代谢组学和暴露组学新技术及其在健康研究中的应用,会议为期2.5天,共吸引参会嘉宾超过300位。仪器信息网作为本届会议的支持媒体全程报道本次盛会。会议现场会议开幕式上,中国科学院大连化学物理研究所李先锋研究员和大会主席中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员分别致辞。中国科学院大连化学物理研究所副所长 李先锋研究员致辞中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员致辞在致辞中,许国旺研究员对各位专家学者的到来表示欢迎,向大家介绍了本次会议的举办背景。他介绍到,代谢组学是生命体中内源性代谢物的总称,而暴露组是指一个人从出生至生命结束全过程各种暴露的总和。人类的健康或疾病状态是由环境和遗传因素共同作用决定的,环境中的有毒有害物质的接触暴露直接影响人类的身心健康和生活质量。可以说代谢组学主要研究内源性代谢物,而内源性代谢物同时也受遗传、环境的影响,因此暴露组学可以促进以组学为手段的暴露/疾病标志物的研究。基于此,本次会议围绕代谢组学与暴露组学研究过程中的关键科学问题,邀请到分析化学、生物、医学以及生物信息学等多领域的专家学者分享最新的研究进展,共同探讨代谢组学与暴露组学研究的新技术、新应用的发展。报告题目:数字健康报告人:中国科学院大连化学物理研究所 杨胜利院士2017年美国FDA明确提出数字健康概念,2018年《自然杂志》专门在创刊号里阐述数字化医学和数字健康。数字化医学即用数字工具提升医疗实践,以高度精准和集成的个性化为目标。数字健康指利用人体传感器和数字模型追踪复杂的生命系统,并以此为基础,将大数据、云计算和人工智能整合到数字医学范围里。杨院士在报告中还提到,生物医学大数据主要由生命组学、医学大数据、移动传感器三部分组成。此外,生物医学信息还包括环境信息和交通运输信息,高度异质性的大数据库。报告题目:基于离子液体的蛋白质组学分析进展报告人:中国科学院大连化学物理研究所 张玉奎院士蛋白质组学的深入研究有助于加深对蛋白质功能的认识,但是蛋白质在非水相中的溶解性及稳定性是蛋白质化学研究的难题之一。离子液体以其独特的可修饰、调变的阴阳离子结构以及优良的物理化学性质被应用于蛋白质的溶解及稳定研究中。报告中,张玉奎还表示,随着完成蛋白质组调查的进度放缓,蛋白质组学领域已从蛋白质的鉴定和分类转移到探索其生物学功能和疾病相关性的研究。随后,张玉奎详细介绍了其团队基于离子液体的单一蛋白质分析、蛋白质组分析以及离子液体在透析病研究中的应用进展。报告题目:肠道菌群与代谢调节报告人:上海交通大学附属瑞金医院 王卫庆教授肠道菌群参与营养感知、吸收,调节宿主代谢免疫等,维持宿主能力代谢稳态。目前的研究表明,肠道菌群通过其产生的代谢物调节宿主摄食行为、能量吸收、消耗等各个过程。报告介绍到目前的一些干预手段,包括二甲双胍、阿卡波糖等药物以及代谢手术均可改变肠道菌群结构和相关代谢物组分,起到代谢改善作用。随着对微生物功能和生理作用越来越深入的认识,靶向肠道菌群的干预手段将为肥胖、代谢性疾病治疗提供新的思路。报告题目:成组毒理学与暴露组学报告人:中国科学院生态环境研究中心 江桂斌院士成组毒理学是以生物效应为导向,自上而下筛选和鉴别真实环境中具有环境和健康风险的化学物质。其整合了毒理学、分子生物学、分析化学和机器学习等领域的研究思路和方法。而暴露组学的目标是找到相关健康结局的生物标志物,并得到其与暴露因素之间的相关性,进而确定暴露源。报告介绍了成组毒理学与暴露组学相结合的研究最新进展,发现成组毒理学对潜在健康风险的发掘可能为暴露组学病例组中其他健康结局的早期标志物提供方向。报告题目:多靶标解析助力精准诊疗:从“硅基运算”到“分子运算”报告人:中国科学院肿瘤与基础医学研究所、湖南大学、上海交通大学分子医学研究院 谭蔚泓院士生命科学由点及面,有海量的数据,同时人类的疾病复杂性、多样性,要实现高效疾病诊疗,必须基于海量数据和多参数的表征。谭蔚泓院士提出,要利用高通量测量技术,结合多个识别疾病标志物的分子探针,对病人样本进行疾病标志物分子特征的甄别和定量测定。此外还需利用人工智能和大数据科学进行解析,从而为疾病诊断提供精准图谱,判断各种亚型特征。报告以核酸适体为例,其被称为“科学家的抗体”,由15-60个碱基组成,能识别靶标的单链DNA/RNA、具有高亲和力,高特异性、靶标范围广等特点,是精准药物治疗和临床诊断的新工具。基于此,谭院士团队开展了主要使用以活细胞为筛选靶标的核酸适体细胞筛选新方法(Cell-SELEX),这种方法可在标志物未知条件下为靶细胞的分子识别提供全新的化学途径。报告题目:从小分子看健康:代谢组学和暴露组学为人民健康保驾护航报告人:中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员代谢组学是测量所有分子量小于1500的内源性代谢物,通过数据采集和数据分析进行生物解释。而2005年暴露组学的概念被首次提出,其关注个体一生中所有暴露的测量及这些暴露如何与疾病建立联系。当前研究多采用高分辨质谱技术与分析组织或体液中有害物质(暴露组)的含量及代谢组的改变,揭示这些物质与疾病发生发展的关系。许国旺介绍到,代谢组学和暴露组学中涉及的内源性和外源性化合物至少50万种,其化学性质各异,浓度差别也巨大。在体外,外源性化合物比内源性代谢物的浓度要低1-2个数量级,因此,暴露组学研究的关键是在更大的浓度范围内实现“全”覆盖检测。不仅如此,未知化学物质结构鉴定、分析仪器和方法的灵敏度、重复性等都对研究提出了挑战。基于此,报告进一步介绍了许国旺团队开发了从单细胞、动物到大规模人群样品中小分子研究的一系列新方法。其团队先后建立了基于多维色谱-质谱联用的新方法,实现代谢组和暴露组的高覆盖检出等。报告还介绍了其团队将建立的方法用于肝癌、糖尿病、高尿酸血症等重大慢病研究,试图揭示与疾病相关的风险因子、预警标志物几代谢水平上的分子机制的相关研究进展。现场情况墙报展示报告题目:基于微纳探针的单细胞测量与分析策略报告人:南京大学 徐静娟教授报告题目:质谱成像技术在环境毒理学研究领域的应用进展报告人:香港浸会大学 蔡宗苇教授报告题目:A Pharmaco-genomic Landscape in Human Liver Cancers-From cell lines to patients报告人:中国科学院上海生命科学研究院生物信息中心 李亦学研究员报告题目:代谢组学研究中痕量代谢物发现及精细结构鉴定新技术报告人:SCIEX中国 郭立海博士报告题目:Lipidome in non-alcoholic fatty liver disease:impacts of environmental exposures,pathways,and biomarkers报告人:图尔库大学 Matej Oresic教授报告题目:农药污染与生物分析报告人:江南大学 吴晓玲教授报告题目:血中化学残留物与慢病的关联研究报告人:中国科学院大连化学物理研究所 刘心昱副研究员报告题目:人体内暴露组学中的分析方法新挑战报告人:中国科学院生态环境研究中心 刘倩研究员大会第二天,13位来自分析化学以及生物和医学领域的专家带来代谢组学与暴露组学相关研究的精彩报告分享。报告题目:单细胞代谢物的高通量质谱分析报告人:清华大学 张新荣教授报告题目:纳米材料辅助亚细胞代谢组学研究报告人:中国科学院大连化学物理研究所 石先哲副研究员报告题目:Analysis of chromatography-mass spectrometry data based on achine learning 报告人:中南大学 卢红梅教授报告题目:基于代谢网络分析的标志物确定算法及应用报告人:大连理工大学 林晓惠教授报告题目:从30天到30分钟:代谢组学数据的实时、融合、智能分析研究与应用报告人:大连大学 曾仲大教授报告题目:多维度有机质谱流式细胞分析——单细胞中蛋白质和代谢物的同时分析报告人:北京大学 白玉副教授报告题目:质谱成像空间代谢组学方法及其应用研究进展报告人:中国医学科学院北京协和医学院药物研究所 贺玖明研究员报告题目:基于离子淌度质谱的多维代谢组学技术报告人:中国科学院生物与化学交叉研究中心 朱正江研究员报告题目:基于高分辨质谱的代谢组规模化定性新技术研究报告人:中国科学院大连化学物理研究所 路鑫研究员报告题目:情绪、代谢,与肿瘤——当情绪遇到了身体报告人:大连医科大学 刘强教授报告题目:从肝炎到肝癌的暴露组学研究与对肿瘤精准治疗的思考报告人:重庆医科大学 廖勇教授报告题目:食品污染物暴露组解析和总膳食研究 报告人:国家食品安全风险评估中心 吴永宁研究员报告题目:环境小分子调控表观遗传与毒理效应报告人:中国科学院生态环境研究中心 汪海林研究员优秀墙报获得者合影本次会议还得到了上海爱博才思分析仪器贸易有限公司(SCIEX公司)、艾杰尔飞诺美、赛默飞世尔科技(中国)有限公司、大连达硕信息技术有限公司、上海析维医疗科技有限公司、沈阳汇佰生物科技有限公司、大连绿竹科技有限公司等企业的倾情支持。与会代表合影会务组合影
  • 拓展组学研究的边界 _ 赛默飞携手迈特代谢共建战略合作实验室
    拓展组学研究的边界 | 赛默飞携手迈特代谢共建战略合作实验室近日,科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(以下简称:赛默飞)与武汉迈特维尔生物科技有限公司(以下简称:迈维代谢)合作实验室签约暨揭牌仪式在武汉隆重举办!国际知名代谢组学专家海南大学罗杰教授、知名蛋白质组学专家中国医学科学院苏州系统医学研究所叶子璐研究员出席并见证签约仪式。本次战略合作将通过结合赛默飞全球领先的质谱技术和迈维代谢领先的组学技术创新平台,推动双方深入拓展蛋白质组学及代谢组学分析研究领域,进一步推动新技术在医学研究、生命科学领域的成果转化和应用,开启多组学驱动的数字生命新时代!赛默飞与迈维代谢签约仪式多组学研究对于生物体内的各种生物过程、疾病的发生机制以及药物的研发都有着重要的意义。迈维代谢创造性开发了以“广泛靶向”专利技术为核心的高通量、超灵敏代谢组技术平台,已成为国内代谢组学领域发展最快、成果最多的知名企业之一。本次的战略合作,通过联合赛默飞强大的质谱技术,将进一步帮助迈维代谢拓展蛋白质组学及代谢组学分析的无限可能,深入更多组学研究高精尖领域,达到前所未有的研究深度。赛默飞色谱与质谱业务中国区商务副总裁何燕女士为迈维代谢颁发 Orbitrap Astral 高分辨质谱仪中国首批用户证书 近年来以质谱分析技术为核心的多组学研究,极大的推动了精准医学的进步,迈维代谢专注于领先的代谢组学服务,自主创新建立了220万代谢物的专属数据库,与赛默飞的战略合作将进一步帮助迈维代谢拓展蛋白质组学等多组学领域,从广泛的靶向分析到更广阔的非靶向分析,结合产学研发展需求,助力精准医学的研究和临床和转化! 会议邀请了中国医学科学院苏州系统医学研究所叶子璐研究员,为参会人员带来《Faster and ultra-sensitive analysis of proteomes enabled by narrow-window DIA》报告,为大家带来 Orbitrap Astral 高分辨质谱在蛋白质组学的最新全球数据,让与会专家领略到 Astral 在蛋白质领域的无限潜力。赛默飞液质应用专家带来《赛默飞全新一代高分辨质谱技术提升蛋白组学分析极限》报告,报告中提到 Astral 从解决通量的 8 分钟超过 8000 个蛋白的鉴定水平,到追求鉴定覆盖度的 15000 个蛋白的鉴定,Orbitrap Astral 高分辨质谱仪兼具超高的检测通量和深度蛋白组覆盖能力。在代谢组学方面,Astral 既能提供高质量分辨率的一级图谱,又能利用非对称轨道无损质量分析器提供快速、高灵敏度的二级图谱采集,从而开发出全新的 workflow(SQUAD),在一次上样中完成精准定性定量的过程,解决了代谢组学走进大数据时代的问题。系统生物学研究内容主要包括“基因-蛋白-代谢-表型”等多个层次,越来越多研究表明,多组学已成为生命科学和医学研究的重要工具。“基因组反映了可能发生的变化,蛋白组和代谢组反映了正在或者已经发生的变化”,迈维代谢持续创新质谱技术,创新性的开发出了广泛靶向代谢组检测技TM,建立了行业领先的植物代谢数据库和医学代谢物数据库 MWDB,真正实现了“高通量、超灵敏、广覆盖”,尽可能多的检测样本中所有的小分子化合物。与此同时,迈维代谢和赛默飞达成战略合作,在引进新一代质谱平台 Orbitrap Astral 并同步配置 Orbitrap Exploris 120 质谱仪后,双方进一步深入技术联合开发,携手努力打造为世界领先的创新蛋白质组和代谢组研发中心。加快和深化对拓展蛋白质组学及多组学领域的探究,更好地服务于生命科学和医学健康研究领域,助力精准医学高质量发展!关于迈维代谢武汉迈特维尔生物科技有限公司(简称“迈维代谢”) ,总部位于武汉国家生物产业基地,此外建有上海/嘉善华东研发中心、长沙 GMP 生产中心、武汉迈维医学检验实验室,另设北美子公司,是国内首家代谢组学境外公司。公司专注于提供领先的代谢组学技术服务及创新临床检测产品应用,致力于代谢基础研究、分子设计育种、疾病诊断、药物研发及与代谢组学相关领域应用研究,为生命科学研究、改善人类健康做出持续贡献。
  • 易科泰表型组学研究技术亮相亚洲动植物基因组学大会
    亚洲动植物基因组学大会 PAG ASIA 2024于6月5-7日在深圳成功举办。数百位中国、日本、韩国等亚洲基因组学研究的专家学者参加了本次大会,围绕最前沿的研究课题进行了深入探讨。 表型组学与基因组学互为表里,一方面表型组分析能够验证基因的实际功能及其与环境的关系,两者结合才能完整解释特定基因的作用以及如何发挥作用;另一方面,通过表型组筛选出优良品种,则可能发掘出发挥作用的关键基因。北京易科泰生态技术公司作为大会唯一动植物表型组学仪器与技术方案供应商参加了本次会议。易科泰表型组学研究技术在植物光合、抗逆、发育、次生代谢;大小鼠、家禽家畜、昆虫、水生动物以及人体能量代谢等研究方向上均可提供专业的技术方案,在本次会议期间,受到了参会专家的极大关注。 除草剂表型组学鉴定技术方案: 植物病理组学技术方案: 植物气候变化响应表型组学技术方案: 家禽能量代谢技术方案: 易科泰生态技术公司提供动植物表型组学研究检测全面解决方案:w 高通量、非接触、非损伤、数字化、可视化w FluorCam叶绿素荧光成像与PlantScreen高通量植物表型成像分析平台w PhenoTron® 系列植物表型成像分析平台,自动传送版、XYZ三维自动扫描成像版,或其它定制系统w FluorTron® 多功能高光谱成像分析系统、FluorTron® 光合表型成像分析系统w PhenoTron® 一体式智能LED培养与表型在线检测复式平台,适于组织培养、种子萌发及种苗表型分析、光生物学研究,为植物提供最佳光配方w PhenoTron® -SR,From shoots to roots,植物根系与种苗(土壤以上部分)高通量表型成像分析w PhenoPlot® 作物表型成像分析平台,基于易科泰近地遥感技术,轻便型或大型双轨平台,适于大田或温室作物原位表型成像分析w RhizoTron® 植物根系多功能高光谱成像分析系统w 大田机器人表型成像分析系统 w 便携式多功能能量代谢测量技术w 大鼠、小鼠等实验动物能量代谢测量技术w 灵长类能量代谢测量技术w 畜禽能量代谢测量技术方案w 果蝇能量代谢测量技术w 斑马鱼能量代谢测量技术w 人体能量代谢测量技术w 动物活动与生理指标(体温、心率等)监测技术
  • 安捷伦科技成功举办2013年系列脂质组学及代谢组学研讨会
    安捷伦科技成功举办2013年系列脂质组学及代谢组学研讨会 生物学的复杂性一直是研究人员通过组学方法寻找答案的强大阻力,虽然基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学在工业界和学术界中应用广泛,但由于组学实验中通常产生高水平噪音,所以这些单独进行的实验往往缺乏统计学意义,难以揭示出有价值的相关性结果。 安捷伦公司凭借其横跨四大组学(基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学)领域的全面分析产品,能够提供完整的多组学分析解决方案,在众多生命科学公司中独树一帜。 2013年6月初,安捷伦公司分别在上海和北京成功举办脂质组学及代谢组学研讨会,基于多组学平台的系统生物学解决方案研讨会,侧重分享安捷伦在脂质组学和代谢组学等领域的最新技术和应用进展。特邀全球脂质组学领域的领军科学家新加坡国立大学的Prof. Markus R. Wenk以及来自安捷伦公司的首席科学家Prof. Rudolf Grimm、应用支持部资深工程师冉小蓉博士、资深工程师余翀天博士、应用支持部曹喆经理、自动化解决方案业务经理梁冬博士与参会专家交流先进思想和技术,分享成功案例,展示领先的研究者们如何应用安捷伦系统生物学解决方案来回答多组学方法等领域的问题。本次研讨会吸引了来自中科院、知名医院、高校及研究机构的专家前来参会,并与演讲嘉宾进行积极热烈的讨论。 (图为:Prof. Markus R. Wenk演讲现场) (图为:Prof. Rudolf Grimm演讲现场) 作为世界领先的脂质组学/代谢组学解决方案的供应商,安捷伦公司积极参与了6月3日-4日由中国科学院上海生命科学研究院主办的2013多不饱和脂肪酸与代谢国际研讨会,与国内及国际相关领域专家学者汇报了&ldquo 安捷伦最新生物信息学软件及其在代谢组学的应用&rdquo 的演讲以及展示了相关产品,技术和应用。新加坡国立大学的Prof. Markus R. Wenk也作为特邀国际学者嘉宾做了精彩的大会演讲报告。 (图为:Prof. Markus R. Wenk在2013年多不饱和脂肪酸会议演讲现场) 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司(NYSE:A)是全球领先的测试测量公司,同时也是化学分析、生命科学、诊断、电子和通信领域的技术领导者。公司拥有 20,500 名员工,遍及全球 100 多个国家,为客户提供卓越服务。在 2012财年,安捷伦的净收入达到 69亿美元。如欲了解关于安捷伦的详细信息,请访问www.agilent.com。 有关安捷伦代谢组学解决方案,请登录: http://www.chem.agilent.com/zh-cn/solutions/metabolomics/pages/default.aspx 有关安捷伦蛋白质组学解决方案,请登录: http://www.chem.agilent.com/zh-cn/solutions/proteomics/pages/default.aspx 有关安捷伦基因解决方案,请登录: https://www.chem.agilent.com/store/Login.aspx?ReturnUrl=%2fzh-cn%2fsolutions%2fgenomics%2fpages%2fdefault.aspx 有关安捷伦自动化解决方案,请登录: http://www.chem.agilent.com/zh-cn/Products/Instruments/automation/Pages/default.aspx 订阅Access Agilent电子刊物,请登录: www.agilent.com/chem/accessagilent:cn
  • 《表型组学》开刊 共同见证人类表型组学新时代
    上海国际人类表型组研究院与施普林格自然(Springer)合作新创的同行评审国际期刊Phenomics 《表型组学》近日开刊。中科院院士、上海国际人类表型组研究院院长金力发表了开刊词。首期其余3篇文章将陆续于本月上线并正式印刷出版。  该期刊聚焦表型组学前沿研究,期望搭建全球表型组学领域专家交流的国际平台,推动该领域相关的理论创新和学科发展。  据悉,来自全球14个国家的27位科学家共同组成国际编委团队,覆盖了表型组学、代谢组学、蛋白组学、精准医学、流行病学等多个相关研究领域。金力担任主编,美国系统生物学研究所Leroy Hood院士、澳大利亚莫道克大学Jeremy Nicholson院士、德国莱布尼兹环境医学研究所Jean Krutmann院士以及复旦大学唐惠儒教授共同担任副主编,复旦大学丁琛教授担任执行主编。  附:《表型组学》期刊开刊词(中国科学院院士、复旦大学常务副校长、复旦大学上海医学院院长、上海国际人类表型组研究院院长金力教授撰写开刊词)  1996年,史蒂芬加兰(Steven Garan)博士首次提出“表型组学”一词,用以描述表型测量。表型是是由基因、表观遗传学、共生微生物、饮食和环境暴露之间复杂的相互作用而产生的一系列可测量特征,包括个体和群体的物理、化学和生物特征。通过运用高通量方法,深度表型测量已在人类和模型生物的功能基因组学、药物科学、生物医学工程、系统发育和疾病基因组学研究中引起了广泛关注。  随着表型组学研究在众多领域日益瞩目,越来越多高效一体化的综合表型测量设施和国际合作项目被投入进行系统的表型研究。这将有助于我们进一步揭示人类健康、生物技术、农业和生命科学其它领域的基本理论和功能基础。自2011年以来,与表型组学相关的文章出版数量在人类遗传学、流行病学、植物生物学等领域迅速增加。我们预测其论文数量将随着科学家不断地探索基因功能和环境反应而持续增长。然而,目前表型相关论文主要发表在相关广义的生物学相关期刊上,亟需Phenomics期刊出版平台专门服务于表型组这一科学社群。  Phenomics期刊致力于发表表型组领域的高质量文章,传播表型组学领域的最新科学进展。表型组学具跨学科特质,贯穿生命科学的基础研究和应用研究。该期刊聚焦表型各个方面的研究,包括分子水平的蛋白质组和代谢组研究,细胞水平的细胞特征及器官水平上的各种器官研究,基因组结构和调控网络机制,以及表型关联与疾病风险和干预措施等,这为探究哺乳动物健康和疾病状况提供了重要前提。Phenomics期刊为双月刊,其论文类型包括论著、综述、评论、短篇论著、读者来信等。若您希望了解更多相关信息,可访问期刊网站https://www.springer.com/journal/43657。  Phenomics期刊关注领域包括但不限于:高通量表型分析研究及技术创新 通过模型、算法数据等将基因和表型关联研究 表型关联探索及基因和环境互对表型影响的深度解析 表型在疾病风险、临床治疗、精准防控中的研究和应用 表型相关多组学研究及数据整合融合分析新技术 模式生物研究、跨学科多尺度研究等其他表型相关研究。Phenomics期刊已经建立了由领先科学家组成的国际编辑委员会,其专业研究涵盖期刊的各个关注领域,并努力做到公平公正地同行评审。附期刊网站地址:Phenomics
  • 助力代谢组学精准研究,安捷伦与清华大学联合举办“代谢组学解决方案专题讲座”
    p img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/e017bc51-a3ae-4abc-800c-36d898027b8b.jpg" style=" float:none " title=" 061.jpg" / /p p img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/9adc9c98-3838-4e4a-9cc2-70eb2d093da6.jpg" style=" float:none " title=" 062.jpg" / /p p & nbsp & nbsp 近日由安捷伦科技与清华大学蛋白质研究技术中心代谢组学平台合办的“代谢组学解决方案专题讲座”在清华大学生物新馆举行。来自清华大学及其他院校超过120 名师生参加了此次讲座。本次活动上,安捷伦科技的专家们分享了针对代谢组学研究领域如何实现多维度的动态研究以及不同疾病能量代谢通路与细胞功能的关联研究等方面的干货心得。& nbsp /p p & nbsp & nbsp 安捷伦液质联用产品应用经理冉小蓉博士为大家带来了题为《开启深度研究,洞悉机理机制—代谢组学、代谢流与 Seahorse 的前沿整合方案》的报告,向大家介绍了安捷伦拓展代谢组学深度研究的前沿解决方案。安捷伦基于 MPP 的非靶向/靶向代谢组学工作流程有效地发现差异代谢物,并匹配可能激活的通路;基于 VistaFlux 的定性代谢流解决方案提供更快、更准、更完整的差异代谢物在通路上动态活动规律的研究;Seahorse 在活细胞水平上的细胞能量代谢分析,实现对组学/代谢流结果的正交生物学验证。安捷伦这三个方案的整合,无疑实现了对一个复杂生物学问题从生物标记物的发现到机理机制深入阐释的多维度的动态研究。& nbsp /p p img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/4c75825d-51d8-4473-9d30-47d4b6438257.jpg" title=" 063.jpg" / /p p & nbsp & nbsp 来自 Seahorse 团队的产品经理张小宇则着重从能量代谢角度做了《从能量角度看细胞:新的视角,独到的精彩》的报告。Seahorse 细胞能量代谢平台,可通过监测细胞的体内糖酵解/线粒体呼吸引起的胞外酸化速率、氧气消耗速率来判定不同状态下的细胞实时代谢状态,佐证代谢理论,方便、快捷地帮助研究者进行不同疾病能量代谢通路与细胞功能的关联研究。& nbsp /p p & nbsp & nbsp Agilent 的整体解决方案,将包括生物标志物的发现、鉴定、靶向验证以及通路分析过程中所需要的硬件、软件、消耗品及服务支持的整体融入到代谢组学综合解决方案中,为开启代谢组学的精准研究,提供了有力的条件。& nbsp /p p & nbsp & nbsp 此次讲座受到广大清华师生的热烈欢迎,会后安捷伦的工程师也为广大师生进行了长时间的问答和技术探讨。此次讲座是安捷伦与清华大学代谢平台的第一场联合讲座,后续还会有更多的关于技术分享的活动 /p
  • GERSTEL推出高校实验室建设解决方案-代谢组学
    导语气相色谱法 (GC) 是当今流行的代谢组学研究工具,用以分析挥发性和半挥发性代谢物,在食品、植物、呼吸和环境暴露等代谢组学领域表现出色。GERSTEL拥有50多年的技术及应用经验,我们提供各种代谢组学自动化样品前处理和进样解决方案。自动进样选项包括简单的液体进样、固相微萃取 (SPME)、常用于空气采样的吸附剂管的热解吸,以及静态和动态顶空分析。我们倡导绿色无溶剂,可持续发展的技术,被应用在各大高校、检测和研究机构、以及知名单位。愿我们的解决方案能为高校科研设备升级而助力!#实时衍生糖、有机酸和氨基酸#脂肪酸的氢化和甲基化#研究代谢组学新技术GCxGC-TOF-MS#风味组学点击获取更多精彩信息!配置了(从左到右)Petier堆叠式抽屉、标准清洗站、孵化振荡器、快速清洗站、样品托盘、以及自动更换进样针的停靠站的MPS robotic pro多功能样品前处理平台。Maestro 序列进度图,展示使用“重叠进样”后的最大样品制备重叠度MAESTRO“精确添加”功能 Maestro软件中的“精确添加”功能,大大提高了液体提取和转移的精确度,进一步为最后结果的准确性做出了贡献。“精确添加”的原理:进样针在抽取溶剂和样品时,难免会有一小部分气泡进入针管,即使采取来回多次抽取,以减少气泡数量,但依然无法保证完全没有气泡进入。“精确添加”采用抽取比需要体积更多的体积,然后先射出所需体积,再废弃多余体积的简单流程,解决了气泡残留问题。因为气泡总是在液体上方,所以不影响首先射出的体积,以此保证了转移体液体积的精确度。
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