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代谢组学的学科归类与研究范围

    代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科,是系统生物学的重要组成部分。之后得到迅速发展并渗透到多项领域,比如**诊断、医药研制开发、营养食品科学、毒理学、环境学,植物学等与人类健康护理密切相关的领域。基因组学和蛋白质组学分别从基因和蛋白质层面探寻生命的活动,而实际上细胞内许多生命活动是发生在代谢物层面的,如细胞信号释放(cell signaling),能量传递,细胞间通信等都是受代谢物调控的。代谢组学正是研究代谢组     (metabolome)——在某一时刻细胞内所有代谢物的集合——的一门学科。基因与蛋白质的表达紧密相连,而代谢物则更多地反映了细胞所处的环境,这又与细胞的营养状态,**和环境污染物的作用,以及其它外界因素的影响密切相关。因此有人认为,“基因组学和蛋白质组学告诉你什么可能会发生,而代谢组学则告诉你什么确实发生了。”(Bill Lasley, UC Davis)

    代谢组学的概念来源于代谢组,代谢组是指某一生物或细胞在一特定生理时期内所有的低分子量代谢产物,代谢组学则是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科 (Goodacre,2004)。它是以组群指标分析为基础,以高通量检测和数据处理为手段,以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支。

    代谢组学主要研究的是作为各种代谢路径的底物和产物的小分子代谢物(MW<1000)。 在食品安全领域,利用代谢组学工具发现农兽药等在动植物体内的相关生物标志物也是一个热点领域。其样品主要是动植物的细胞和组织的提取液。主要技术手段是核磁共振(NMR),质谱(MS),色谱(HPLC,GC)及色谱质谱联用技术。通过检测一系列样品的NMR 谱图,再结合模式识别方法,可以判断出生物体的病理生理状态,并有可能找出与之相关的生物标志物(biomarker)。为相关预警信号提供一个预知平台。

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