本书围绕对基因组学、蛋白质组学和生物信息学的概括描述，向读者介绍了近几年来生物学以及医学生物学研究方法上的发展，以及这些方法在研究思维上的深远影响。作者以通俗易懂的语言将这三个方面组成一个研究、探索问题的互动平台，使读者对生物信息学有一个系统的认识和了解，利于更深入的研究。内容主要包括基因组序列、基因组变异、基因组表达、DNA芯片、蛋白质组学、全基因组学以及基因组学在医学病例中的应用等，同时穿插问题探讨、数学备忘录等使内容更加丰富。
本书可作生物学专业本科生、研究生的生物信息学教材或教学辅导书，亦可供分子生物学、生物化学、细胞生物学以及医学、药学等领域的科研人员参考。
样章试读
目录
- 译者序
序
前言
致谢
第一部分 基因组序列
第1章 我的孩子究竟怎么了？
1.1 首先要关心的问题
1.1.1 第一阶段：临床表现
1.1.2 第二阶段：家庭病史研究
1.1.3 第三阶段：染色体组型及连锁分析
1.1.4 第四阶段：DNA 序列分析
1.2 了解这一疾病的下一步工作
1.2.1 我们需要一个动物模式系统
1.2.2 同时检索出的另一种蛋白究竟是什么？
1.2.3 Utrophin 蛋白是否也参与了肌营养不良症的形成？
1.2.4 Dystrophin 蛋白究竟具有什么样的功能？
1.2.5 为什么DMD 的病人在出生3 年后就会发生肌肉坏死？
1.2.6 是否可能患有DMD 症却不出现肌营养不良的症状呢？
1.2.7 如果他们的dystrophin基因是正常的， 那他们为什么会出现肌营养不良的症状呢？
1.2.8 肌肉营养障碍的研究领域在何处？
1.2.9 6 个造成肌肉营养障碍的分子起因的议题
1.2.10 会议的开始
1.2.11 结构上的弱点
1.2.12 功能缺失型突变
1.2.13 新范例：肌肉营养不良的非结构性的致病原因
数学备忘录1.4 cGMP 的产生是否增多了？
1.2.14 最后一场演讲
本节小结 你最终的想法
本章总结
第2章 基因组序列的获取和分析
2.1 基因组是如何被测序的？
2.1.1 什么是基因组学？
2.1.2 基因组是如何被测序的？
数学备忘录2. 1 你可以从一个点图中了解什么？
数学备忘录2. 2 你怎样寻找模体？
2.1.3 我们可以从DNA序列中预测蛋白质功能吗？
数备忘录2.3 什么是 'positives' ，它们和E-value有何关系？
2.1.4 这些蛋白质什么形状？
2.1.5 结构提示了功能吗？
2.1.6 为什么数据库中有那么多不完整序列？
2.1.7 在线注释基因组
2.1.8 一个基因可以产生多少蛋白？
2.1.9 基因组能否不改变DNA 序列来改变基因表达
2.1.10 DNA 的第五种碱基是什么？甲基胞嘧啶
2.1.11 印迹，甲基化和癌症
本节小结
2.2 我们从单细胞基因组中学到了什么？
2.2.1 为什么我有这么多的粉刺？
2.2.2 哪一个基因导致粉刺？
2.2.3 我们体内所有细菌都是有害的吗？
2.2.4 微生物基因组是否可以依赖于人类基因？
2.2.5 最小基因数可能是多少？
2.2.6 所有病毒基因组都小于细菌基因组吗？
2.2.7 Mimivirus 是活的吗？
2.2.8 基因组是否反映生物的生态位（ecological niche）？
数学备忘录2.4 你能估计点阵图中倒置次数吗？
2.2.9 为什么MED4 的基因组这么小？
2.2.10 多大的基因组变化导致新的物种？
2.2.11 什么生物导致疟疾（Malaria） ？
2.2.12 疟原虫有什么样的基因组？
2.2.13 预测的蛋白质组同样不寻常吗？
2.2.14 是否存在真核生物的模式基因组？
2.2.15 研究者对未来基因组研究作何预测？
2.2.16 酵母基因组的尾声
本节小结 单细胞基因组分析
2.3 我们从多细胞生物基因组中学到了什么
2.3.1 动物基因组更难完成吗？
什么是多线染色体（polytene chromosomes）？
2.3.2 果蝇与其他真核生物有何不同？
2.3.3 果蝇仍然是一个好的模式生物吗？
2.3.4 果蝇基因组尾声
2.3.5 我们需要两个植物基因组序列吗？
2.3.6 植物看起来比动物简单， 它们的基因组也如此吗？
2.3.7 我们能从草图中得出什么结论？
2.3.8 我们学到了什么？
2.3.9 水稻尾声
2.3.10 我们可以从河豚 puffer fish 基因组中学到什么？
2.3.11 这个基因组有什么惊人之处吗？
2.3.12 可以从 Tetraodon 学到什么更重要的？
2.3.13 什么使得人类与众不同？
数学备忘录2.5 你怎样用一条直线来拟合数据？
2.3.14 我们能否描述一个典型的人类基因？
2.3.15 人类基因组尾声
2.3.16 人类基因组的下一个目标是什么？
本节小结 多细胞基因组分析
本章总结
第3章 进化论和医学研究中的比较基因组学
3.1 比较基因组学
3.1.1 致命的大肠杆菌怎么能够同时存在于我们的肠道中呢？
数学备忘录3.1 你怎么区分碱基组成的不同？
3.1.2 二百个基因组： 对于原核生物，我们能够从比较基因组学中得到什么？
3.1.3 所有的原核生物都只含有一个圆形的染色体吗？
3.1.4 基因组是否仍在变化？
3.1.5 到底有多少基因组？
3.1.6 通过比较不同物种的整个基因组我们能够得到什么？
3.1.7 从染色体的角度我们可以得到什么？
3.2 基因组的进化
3.2.1 什么物种位于生命树的根部呢？
3.2.2 我们细胞核中基因的来源是什么？
数学备忘录3.2 引用计数的差别是否显著？
3.2.3 基因组进化过程中有中间步骤存在的证据吗？
3.2.4 你要吃那个东西吗？
3.2.5 圣经完美平衡中的缺失环节？
3.2.6 离开了共生，细胞核能够进化吗？
3.2.7 我们人类的起源是什么？
3.2.8 我们都是非洲人的后裔吗？
数学备忘录3.3 怎么知道进化树是正确的？
3.2.9 我们停止进化了吗？
本节小结
3.3 基因组鉴定
3.3.1 我们怎样检查生物武器？
3.3.2 DNA 能存活多久？
3.3.3 肺结核是怎样进入北美的？
3.3.4 怎样鉴定新疾病？
3.3.5 有什么其他疾病即将爆发？
本节小结
3.4 生物医学基因组研究
3.4.1 我们能利用基因组序列制造新疫苗吗？
3.4.2 我们能够开发出新型抗生素吗？
3.4.3 我们能够发明新型药物吗？
3.4.4 有任何方法可选来抑制RNA 么？
3.4.5 还有更稳定的 RNA 基因组靶么？
本节小结
本章总结
第4章 基因组变异
4.1 环境因素案例分析
基因组多样性能影响全球变暖吗？
数学备忘录4.1 如何衡量遗传变异？
数学备忘录4.2 你怎样模拟种群的差异（多样性）？
本节小结
4.2 人类基因组变异
4.2.1 人类基因组有多大差异？
突变体和等位基因之间有什么不同？
数学备忘录4.3 所有 SNP 都真的是 SNP 吗？
4.2.2 我们为何关注SNP ？
4.2.3 SNP 引起疾病的案例
4.2.4 在非疾病QTL 中存在由SNP 导致的变化吗？
4.2.5 为什么SNP 如此狂热？药物基因组学！
本节小结
4.3 最终的基因组表型——— 死亡？
4.3.1 我们为什么衰老？
4.3.2 延长寿命有隐含的成本吗？
4.3.3 细菌也有基因组的利弊平衡吗？
本节小结
4.4 基因组变异的伦理后果
4.4.1 基因改造生物有害吗？
4.4.2 遗传检测有益吗？
数学备忘录4.4 阳性测试结果表示什么？
4.4.3 基因组多样性库和小群体
4.4.4 谁将从基因组医学中获益？
4.4.5 复杂基因组的简单应用存在吗？
4.4.6 人类可以被克隆吗？
本节小结
本章总结
第二部分 基因组表达
第5章 为什么我们不能只通过服食一颗药丸来实现减肥计划
对知识的渴望
10 月21 日， 星期六， 早上7 ： 30
周六图书馆早上8 ： 30 开门
为体重的动态平衡构建模型
初步的结论
克隆肥胖基因
肥胖蛋白leptin 的功能检测
是该去和祖母解释的时间了
祖母给我留了家庭作业！
本章总结
第6章 DNA 芯片的基础研究
6.1 DNA 芯片简介
6.1.1 我的“家酿” 怎么了？
6.1.2 探针在哪里？
6.1.3 芯片数据看起来不错， 但是真实可靠吗？
6.1.4 你如何分析这些数据？
数学备忘录6.1 怎样对数据进行处理以避免分数比值？
数学备忘录6.2 怎样评估表达模式的相似性？
数学备忘录6.3 怎样进行基因聚类？
6.1.5 芯片能够发现调控序列吗？
6.1.6 我们能用这些数据推导可供验证的预测吗？
6.1.7 芯片看起来很好， 但是可能不真实， 是这样吗？
6.1.8 从经受外界环境变化的酵母身上， 我们能够了解到什么？
6.1.9 菌类感受到压力了吗？
6.1.10 发现了什么… …
6.1.11 为什么有些基因有很多拷贝而其他基因则没有？
6.1.12 启动子怎么调控基因表达？
6.1.13 启动子可以逆向工作吗？
本节小结
6.2 DNA 芯片的其他应用
6.2.1 为什么许多无关的基因会拥有相同的表达谱？
数学备忘录6.4 比较基因表达矩阵列有什么用？
6.2.2 细胞能够对自己的基因加以验证吗？
6.2.3 预测的基因是真实基因还是假基因？
6.2.4 DNA 芯片能够改善基因的注释么？
6.2.5 DNA 芯片能够验证全基因组的注释么？
本节小结
本章总结
第7章 DNA 芯片的应用研究
7.1 癌症和基因组芯片
7.1.1 有更好地诊断癌症的方法吗？
数学备忘录7.1 什么是签名基因？如何使用签名基因？
7.1.2 能否用生物芯片对乳腺癌也进行分类呢？
7.1.3 癌细胞中的基因组发生了什么样的变化呢？
7.1.4 我们能否对数据进行验证？
本节小结
7.2 利用 DNA 芯片改进卫生保健
7.2.1 为什么肺结核疫苗效果减弱？
7.2.2 我们能够对每种癌症选择最有效的治疗么？
7.2.3 我们能否预知化疗的有效性？
7.2.4 脂肪的积累会发生什么？
7.2.5 Leptin 对于 wt 小鼠的脂肪组织有什么作用？
本节小结
本章总结
本章总结
第8章 蛋白质组学
8.1 前言
8.1.1 所有这些蛋白质能做什么？
8.1.2 这些蛋白质到底定位在细胞的什么地方？
8.1.3 不同的培养条件下需要哪些不同的蛋白质？
数学备忘录8.1 如何得知样品中有足够数量的细胞？
本节小结
8.2 蛋白质三维结构
8.2.1 蛋白质的结构能否揭示它的功能？
8.2.2 我们能利用结构来发展更好的药物吗？
8.2.3 单个蛋白质能致命吗？
本节小结
8.3 蛋白质相互作用网络
8.3.1 哪些蛋白质之间发生相互作用？
8.3.2 序列分析能揭示相互作用吗？
8.3.3 如何对蛋白质相互作用进行测量？
数学备忘录8.2 Sup35 是蛋白质相互作用网络的中心蛋白质吗？
8.3.4 有可能在蛋白质组水平上了解蛋白质间的相互作用吗？
本节小结
8.4 蛋白质测量
8.4.1 存在哪些蛋白？
8.4.2 2D 凝胶电泳
8.4.2 2D 凝胶电泳
数学备忘录8.3 怎样在二维凝胶上鉴定蛋白？
8.4.3 白细胞杀死病原体过程中蛋白质发挥什么作用？
8.4.4 每个蛋白在细胞中存在多少拷贝？
8.4.5 我们能对培养细胞的蛋白质组进行量化吗？
8.4.6 ICAT 方法适用于所有细胞
8.4.7 思路虽然很好， 但是能起作用吗？
8.4.8 地球上最后一个尚未被探索的生态系统位于细胞里吗？
8.4.9 我们能制造蛋白质芯片吗？
8.4.10 微阵列芯片能检测蛋白质组的相互作用吗？
8.4.11 蛋白芯片能检测激酶活性吗？
8.4.12 所有细胞地位是等同的吗？
8.4.13 蛋白质组的产物是什么？
本节小结
第三部分 全基因组视角
第9章 为什么我们不能治愈更多的疾病
如何开发一种新药
焦点一：作用位点，作用位点，还是作用位点
焦点二：运输载体
焦点三：特异性——— “如果那个地方没有出现破损，就不要去修理它”
数学备忘录9.1 什么是正确的剂量？
去治疗一种疾病我们到底需要多少药物？
哪种类型的药物疗效最好？
除了简单地掩盖症状， 医学还能做得更多吗？
本章总结
第10章 单基因中的基因组回路
10.1 解析基因组回路
10.1.1 基因是如何被调控的
10.1.2 发育过程中分子事件剖析
10.1.3 Endo16 基因表达
10.1.4 基因如何控制它的转录地点、时间和数量？
10.1.5 哪些模块控制转录位置
10.1.6 为什么模块 F 、E 和DC能在错误的细胞类型中提高 CAT 的表达水平？
10.1.7 锂离子如何影响转录
10.1.8 什么控制 Endo16 在胚胎中的转录时间
10.1.9 模块G 是否具有功能
10.1.10 我们可以画出 Endo16 的转录回路图吗？
10.1.11 是什么使得模块 A 如此特殊？
10.1.12 与模块 A 结合的蛋白如何工作？
10.1.13 模块 A 中的哪些位点能被模块 DC 、E 和 F 抑制？
10.1.14 模块A 如何与基础启动子相互作用？
10.1.15 基因是有线通讯系统吗？
10.1.16 基因中含有微型计算机程序吗？
数学备忘录10.1 你怎样使电脑理解基因调控？
本节小结
10.2 整合单基因回路
10.2.1 如何描述已知的基因组回路？
10.2.2 相互作用是否可增强我们的理解？
10.2.3 技术提示
本节小结
本章总结
第11章 整合基因组回路
11.1 天然基因回路
11.1.1 基因能够形成转换开关并作出转换选择吗？
11.1.2 转换开关如何工作？
11.1.3 噪音和随机行为会对细胞产生什么样的效果呢？
数学备忘录11.1 随机模型怎样应用于细胞过程中？
11.1.4 转换开关理论上看上去很好， 但实际中真的存在吗？
11.1.5 如果转换开关的噪音很多， 那么多细胞生物如何发育呢？
11.1.6 冗余性：拥有多拷贝基因真的会带来福音吗？
11.1.7 回路对于学习很重要？
11.1.8 复杂回路的简单模型真的有价值吗？
11.1.9 理解这些计算， 我需要知道哪些数学知识？
11.1.10 如何构建复杂模型？
11.1.11 短暂刺激后激酶能持续的激活吗？
11.1.12 为什么 5nmol／L 的 EGF 要花 100min 才能产生长时程的激活效应？
数学备忘录11.2 预测稳态行为可能吗？
11.1.13 计算机能够同时模拟学习和遗忘吗？
11.1.14 其他回路在 LTP 过程中起什么作用？
11.1.15 为了反映真实生理活动， 需要更复杂的模型吗？
11.1.16 LTP 是否和长时程记忆有关？
11.1.17 我们学了什么？ （我们产生了多少 LTP 效应？）
11.1.18 通过分析癌症回路我们能够更好地了解它吗？
本节小结
11.2 合成生物学
11.2.1 人类能够构建基因转换开关吗？
11.2.2 怎样构建转换开关
11.2.3 我们能够构建人工生理周期时钟吗？
数学备忘录11.3
11.2.4 合成装置能够改变基因表达吗？
11.2.5 如果回路是相互连接的，那么基因之间是否也是连接的呢？
11.2.6 观察方法
11.2.7 计算方法
11.2.8 gene1必须第一个表达吗？
本节小结
本章总结
第12章 全基因组回路建模
12.1 基因组学：一个新的前景？
12.1.1 参与人员：谁在研究系统生物学？
12.1.2 通讯的质量：系统生物学家提什么问题？
12.2 我们能够用系统的方法对整个真核生物建模吗？
12.2.1 蛋白质组学是否可以像转录组学一样有响应？
12.2.2 建立系统模型
12.2.3 讯息的背景
12.3 系统生物学会走向繁荣吗？
本章总结
词汇表
京公网安备 11010102004214号