营养基因组学研究最新进展

营养学的研究已经历了3个发展阶段：18世纪是机体生物学时代，人们开始探索各种营养素、维生素和矿物元素的代谢途径与作用，特别是营养素在代谢中的作用及其作为酶辅助因子的功能（Trayhum，2000）；20世纪后半叶，人类进入细胞学发展阶段，主要研究营养素在体内代谢、生理功能及对组织细胞的影响（乐果伟等，2004）；进入21世纪后，人类及模式生物的基因组草图和基因组序列图相继绘制完成。人类基因组测序完成后，研究的重点已由测序与辩识基因深入到探察基因的功能，营养科学也由营养素对单个基因表达及作用的分析，开始向基因组及表达产物在代谢调节中的作用研究，即营养基因组研究方向发展（Elliott和Ong，2002）。近年来，基因组学和生物信息学在生物技术领域的研究获得了巨大进展，为在营养学领域研究营养物与基因的交互作用打下了良好的基础。在此背景下，营养基因组学（Nutrigenomics）应运而生，并迅速成为营养学研究的新前沿（DeliaPenna，1999）。营养基因组学研究将以分子生物学技术为基础，应用DNA芯片和蛋白质组学技术等阐明营养素和基因的相互作用。第1届和第2届国际营养基因组会议于2002年2月和2003年11月先后在荷兰召开，凸现了营养基因组学研究的重要性。2006年4月，美国奥特奇生物技术公司第22届国际饲料工业年会上，     

营养基因组学研究的前景及意义

过去,人们把营养素的功能概括为提供能量、构成或修补机体并调节生理机能。尽管也曾强调过调节功能,但认识局限于通过酶和激素进行调节。直到20世纪80年代,人们才认识到营养素也是一种基因表达的调控物质，可直接或独立地调控基因表达。进入21世纪以来，随着基因组学和生物信息学等学科的迅猛发展及在生命科学领域的应用，营养科学正由研究营养素对单个基因表达及其作用，转向研究基因组及其表达产物在代谢调节中的作用，即向营养基因组学方向发展，并迅速成为营养学的前沿之一。     

营养对基因表达的调控(上)

综述了营养对基因表达的调控方式及途径,并具体探讨了碳水化合物、脂肪酸、胆固醇、蛋白质、氨基酸、维生素、金属元素等营养素对基因表达的调控作用.作为外部因子,营养物质与基因表达之间存在着广泛的互作.营养素不但可作为代谢过程的底物、辅酶或辅助因子.而且它们可对许多编码蛋白质、酶、载体、受体和结构物质基因的表达进行调控.养分种类和摄入量可通过对基因的转录、mRNA的加工、翻译及定位来影响基因的表达及蛋白质合成,进而调控代谢过程,控制营养需要和疾病的发生.     

营养对基因表达的调控(下)

综述了营养对基因表达的调控方式及途径,并具体探讨了碳水化合物、脂肪酸、胆固醇、蛋白质、氨基酸、维生素、金属元素等营养素对基因表达的调控作用.作为外部因子,营养物质与基因表达之间存在着广泛的互作.营养素不但可作为代谢过程的底物、辅酶或辅助因子.而且它们可对许多编码蛋白质、酶、载体、受体和结构物质基因的表达进行调控.养分种类和摄入量可通过对基因的转录、mRNA的加工、翻译及定位来影响基因的表达及蛋白质合成,进而调控代谢过程,控制营养需要和疾病的发生.     

简论动物生物化学对营养与饲料科学的科研教学启示

动物生物化学是提高动物营养学创新能力的手段,也是动物营养研究的基础。文章从营养物质代谢,营养素与基因互作,营养物质与肉品质调控,营养基因组学,营养遗传组学,营养代谢组学,营养物质与DNA甲基化及组蛋白修饰表观遗传学,mi RNAs与肌肉、脂肪发育的关系,以及Exo-some与营养等方面的生化机制进行论述。旨在分子水平上系统认识营养素既是营养物质,也作为信号分子对基因表达、代谢途径以及性状传递的调控机制,为营养与饲料科学的发展提供有益的科研教学启示。     

营养对基因表达的调控（上）

综述了营养对基因表达的调控方式及途径，并具体探讨了碳水化合物、脂肪酸、胆固醇、蛋白质、氨基酸、维生素、金属元素等营养素对基因表达的调控作用。作为外部因子，营养物质与基因表达之间存在着广泛的互作，营养素不但可作为代谢过程听底物、辅酶或辅助因子，而且它们可对许多编码蛋白质、酶、载体、受体和结构物质基因的表达进行调查控。养分种类和摄入量可通过基因的转录、mRNA的加工、释译及定位来影响基因的表达及蛋白质合成，进而调控代谢过程，控制营养需要和疾病的发生。     

分子生物学技术在动物营养中的应用

分子营养学的主要研究内容是筛选和鉴定机体对营养素作出应答反应的基因,明确受饲料调节基因的功能,鉴定与营养相关疾病有关的基因,利用营养素修饰基因表达或基因结构,基因多态性对营养素需求量的影响。文章从分子营养学的概念和在动物营养中的应用着手,重点综述了营养对基因表达调控的方式及途径。     

分子生物学技术在动物营养中的应用

分子营养学的主要研究内容是筛选和鉴定机体对营养素作出应答反应的基因,明确受饲料调节基因的功能,鉴定与营养相关疾病有关的基因,利用营养素修饰基因表达或基因结构,基因多态性对营养素需求量的影响。文章从分子营养学的概念和在动物营养中的应用着手,重点综述了营养对基因表达调控的方式及途径。     

水产动物分子营养学的研究进展

随着分子生物学技术的发展,从分子水平了解水产动物营养代谢及营养素对机体合成代谢影响的内在机理,已经成为水产动物营养学研究的重要发展方向之一.文章针对近年来分子生物学技术在水产动物营养学研究中的应用,综述了水产动物分子营养学的研究内容,从营养代谢相关基因的克隆、营养素与代谢相关基因的表达,以及营养素与免疫相关基因表达的关系,概述了该方向及相关领域的研究现状和进展,并针对水产动物分子营养学研究面临的问题和对策提出了建议.     

营养基因组学在水产研究和水产业中发展前景

人类基因组序列的发现（1ander等，2001；Venter等，2001）和其他动物基因组序列的发现（http：／／www．ncbi．nih．gov／Genomes）是科学探索历程上的主要里程碑。基因组的揭示已帮助确定了很多未知基因的功能。另外，它还能在发病机制研究中帮助确定某些基因的特殊作用。过去10年中，功能性基因组学领域经历了快速的发展，这个领域结合了基因组学、蛋白质组学、基因型鉴定、转录组学和代谢组学。各个“组学”领域所得到的大量数据给生物信息学领域提供了丰富的资源，而生物信息学反过来又被开发出新的方法获取、储存、分享、分析、呈现和管理来自各个“组学”的信息，将复杂和通常是无类似点的数据处理和综合成连续一致的可检索数据库（Brazma，2001；Desiere等，2002；Van Ommen和Stierum，2002）。随着基因组学和生物信息学等的迅猛发展及在生命科学领域的应用，营养基因组学成为营养学研究的前沿。营养基因组学具有重要的理论研究意义和非常广阔的应用前景，它主要研究营养素和植物化学物质对人与动物基因的转录、翻译表达及代谢机制。文章重点介绍营养基因组学的研究内容与现状，并展望今后在水产研究方面的前景。     

染色质开放性与动物胚胎发育关系的研究进展

染色质开放性是指核小体或转录因子等蛋白与真核生物染色质DNA结合后,对其他蛋白能否再结合的开放程度,这一特性能够反映转录活性.染色质结构是动态变化的,染色质开放性与动物生长发育、细胞分化等过程密切相关,基因组开放染色质高效精准定位可为解析基因表达调控机制提供重要线索.本文介绍染色质开放性检测方法、染色质开放性的影响因素...     

分析基因表达的新方法

公共和私有的EST计划为大量物种的基因表达研究提供了大量利用EST的机会。为了估计EST数据库中基因的表达水平，可以通过计算每一种基因在不同组织、不同发育阶段和不同条件下构建的cDNA文库中的出现次数，来获得基因表达的有关信息。这些信息水平的量与常规的Northern blots不同，可以允许不同基因之间表达水平的比较。而且当EST资料来源于不同发育阶段的cDNA文库时，还可以了解不同发育阶段的基因表达谱。由电子Northern杂交分析所获得的基因表达资料可以通过应用高密度DNA点阵得到证实并扩展于高表达基因领域之外。相关ESTS可以标定于尼龙膜或玻璃上并用相关组织的一链总cDNA作为探针进行鉴定。双色荧光标记可以得到精确的mRNA比率测定。在不远的将来，包含一种机体所有基因互补物的高密度DNA点阵将成为整个基因组范围基因表达类型分析的有效工具。     

转基因动物研究进展

转基因动物技术是将已知的外源基因导入动物细胞并整合到基因组中,从而使其得以表达的技术。此技术将分子、细胞和个体水平统一起来,标志着基因工程已由离体操作发展到离体与载体相结合的新阶段。目前,转基因动物的制作方法主要有反转录病毒感染法、显微注射法、胚胎干细胞法和精子载体法等,每种方法都有其优缺点。转基因动物技术主要应用在人类疾病模型、生物反应器、异体器官移植和改良动物品种与性状等方面。同时转基因动物技术也存在一些技术难题和安全性问题,但发展前景被普遍看好。     

家畜基因组中拷贝数变异与性状相关性的研究进展

家畜基因组中的CNV长度跨度较大,可以包含1个基因或基因的一部分,也可以跨越多个基因,在基因组中覆盖的核苷酸总数远远超过SNP总数。已有研究表明,CNV可以影响基因表达。介绍了在不同家畜基因组中的CNV相关研究,并对这些CNVs与性状的相关性进行分析,总结了CNV对性状的影响,展望了家畜基因组中CNV对表型影响的研究动态及进展,以期为家畜基因组中CNV的进一步研究及对表型性状的影响提供参考。     

单细胞转录组测序在家畜生产中的应用

常规转录组学研究大多是在器官或组织水平上进行转录组测序,忽略了细胞间基因表达的异质性,而单细胞转录组测序(single cell RNA-seq,scRNA-seq)技术可从动物组织分离出的单个细胞的微量全转录组RNA扩增后进行高通量测序,从而在单细胞水平上揭示基因与表现型的关系.现概述scRNA-seq的关键技术要点...     

Genome Editing in Large Animals

Genome editing in large animals has tremendous practical applications, from more accurate models for medical research through improved animal welfare and production efficiency. Although genetic modification in large animals has a 30-year history, until recently technical issues limited its utility. The original methods—pronuclear injection and integrating viruses—were plagued with problems associated with low efficiency, silencing, poor regulation of gene expression, and variability associated with random integration. With the advent of site-specific nucleases such as TAL effector-like nucleases and clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/Cas9, precision editing became possible. When used on their own, these can be used to truncate or knockout genes through nonhomologous end joining with relatively high efficiency. When used with a template containing desired gene edits, these can be used to allow insertion of any desired changes to the genome through homologous recombination with substantially lower efficiency. Consideration must be given to the issues of marker sets and off-target effects. Somatic cell nuclear transfer is most commonly used to create animals from gene-edited cells, but direct zygote injection and use of spermatogonial stem cells are alternatives under development. In developing gene editing projects, priority must be given to understanding the potential for off-target or unexpected effects of planned edits, which have been common in the past. Because of the increasing technical sophistication with which it can be accomplished, genome editing is poised to revolutionize large animal genetics, but attention must be paid to the underlying biology to maximize benefit.     

miR-127和miR-136在转基因克隆绵羊胎盘中的表达分析及其靶基因的鉴定

克隆动物胎盘发育缺陷是造成动物克隆效率低下的一个重要原因。目前认为克隆胎盘发育异常通常是由于一些基因表达的异常所致,与表观遗传修饰有关。microRNA是一种重要的表观遗传修饰方式,对动物胚胎发育和胎盘的形成有着重要的调控作用。为研究miR-127和miR-136在克隆动物胎盘中的表达情况及其与克隆动物发育缺陷的关系,本实验运用荧光定量PCR分析了死亡克隆绵羊胎盘和同期普通绵羊胎盘组织中miR-127和miR-136的相对表达量,并鉴定了miR-127和miR-136的靶基因及靶基因在胎盘中的表达情况。结果显示,miR-127和miR-136在克隆绵羊胎盘中的表达量分别增加了3.1和2.8倍。EGFP荧光敲除实验证实,胎盘发育相关基因Rtl1是miR-127和miR-136的靶基因,同时定量PCR分析发现Rtl1基因在克隆绵羊胎盘中的表达量降低了3/5。结果说明,miR-127和miR-136在克隆胎盘中的异常表达可导致Rtl1基因的低表达,这很可能是导致克隆动物死亡的一个重要原因。     

生物技术在动物营养学上的应用

生物技术已在动物营养学中显示出其独特的作用,为动物营养学的研究开辟了新的途径与领域,具有生态学上的积极意义,也增加了人类的社会财富。本文从基因工程、微生物工程、细胞工程等方面综述了生物技术在动物营养应用研究方面情况。     

单细胞转录组测序技术原理及其应用

基因转录调控及其机制分析是后基因组时代生物学研究的重点之一。常规研究往往建立在细胞群体或者组织上,一般表现出的是细胞的综合反应,难以判断单个细胞的情况,而在肿瘤、疾病预防等方面都需要对少量或单个细胞进行研究,因此,单细胞研究技术必不可少。常规的基因组扩增技术难以消除内含子的影响,并且无法用来阐述某些类型或某些特殊单个细胞之间基因表达的异质性,而转录组测序从RNA入手,将其反转录为cDNA后再进行大量扩增,可以完美地消除内含子的影响。本文主要就单细胞分离技术、单细胞转录组测序技术、高通量测序技术进行综述,并列举了现阶段的研究进展,分析了该项技术在各个领域的应用以及在家畜育种中的应用前景。