生物信息学科研热点有哪些?

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楼主 2021-04-05 09:15:06
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无论是做基础实验,还是做数据挖掘都离不开科研热点,到底生物信息学科研热点有哪些呢?今天,我们给大家总结了十个科研热点。




1. 外泌体

        Exosomes,中文名外泌体,因其形态而得名,直径为30-150nm,是细胞外泌囊泡中体积较小的一种 。是一种能被大多数细胞分泌的微小膜泡,具有脂质双层膜结构,直径大约40-100nm。尽管外泌体最初在1983年就被发现,但人们一直认为它只是一种细胞的废弃物。然而最近几年,人们发现这种微小膜泡中含有细胞特异的蛋白、脂质和核酸,能作为信号分子传递给其他细胞从而改变其他细胞的功能。这些发现点燃了人们对细胞分泌膜泡的兴趣。最近的研究发现外泌体在很多生理病理上起着重要的作用,如免疫中抗原呈递、肿瘤的生长与迁移、组织损伤的修复等。不同细胞分泌的外泌体有不用的组成成分和功能,可作为疾病诊断的生物标志物。


2. 细胞自噬 

在细胞自噬(autophagy)是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程。该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后,送入溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物 )中进行降解并得以循环利用。这一概念是2016年诺贝尔奖生理学或医学奖获得者日本科学家大隅良典首次提出的。


3. miRNA

         MicroRNA (miRNA) 是一类由内源基因编码的长度约为22 个核苷酸的非编码单链RNA分子,它们在动植物中参与转录后基因表达调控。到目前为止, 在动植物以及病毒中已经发现有28645个miRNA 分子 。大多数miRNA 基因以单拷贝、多拷贝或基因簇(cluster) 的形式存在于基因组中。


4. lncRNA

        长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)是长度大于 200 个核苷酸的非编码 RNA。 研究表明, lncRNA 在剂量补偿效应(Dosage compensationeffect)、表观遗传调控、细胞周期调控和细胞分化调控等众多生命活动中发挥重要作用,成为遗传学研究热点。


5. cireRNA

        circRNAs(Circular RNAs,环形RNA分子)是一类不具有5' 末端帽子和3' 末端poly(A)尾巴,并以共价键形成环形结构的非编码RNA分子。circRNA是由非经典剪接方式进行反向剪接而形成。


6. ceRNA

        ceRNA(competing endogenous RNAs,内源竞争RNA)假说揭示了一种RNA间相互作用的新机制。已知microRNA可以通过结合mRNA导致基因沉默,而ceRNA可以通过竞争性地结合microRNA来调节基因表达。ceRNA可以通过应答元件(microRNA response elements,MREs)与microRNA结合从而影响microRNA导致的基因沉默,这揭示了一条RNA->microRNA调节通路的存在,具有重大生物意义。


7. 肠道菌群

        肠道菌群,人体肠道的正常微生物,如双歧杆菌,乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素,如B族维生素(维生素B1、B2、B6、B12),维生素K,烟酸、泛酸等,还能利用蛋白质残渣合成必需氨基酸,如天冬门氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等,并参与糖类和蛋白质的代谢,同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。这些营养物质对人类的健康有着重要作用,一旦缺少会引起多种疾病。


8. 泛素化修饰

        泛素化是指泛素(一类低分子量的蛋白质)分子在一系列特殊的酶作用下,将细胞内的蛋白质分类,从中选出靶蛋白分子,并对靶蛋白进行特异性修饰的过程。这些特殊的酶包括泛素激活酶,结合酶、连结酶和降解酶等。泛素化在蛋白质的定位、代谢、功能、调节和降解中都起着十分重要的作用。同时,它也参与了细胞周期、增殖、凋亡、分化、转移、基因表达、转录调节、信号传递、损伤修复、炎症免疫等几乎一切生命活动的调控。泛素化与肿瘤、心血管等疾病的发病密切相关。因此,作为近年来生物化学研究的一个重大成果,它已然成为研究、开发新药物的新靶点。


9. 肿瘤微环境

        肿瘤微环境是指肿瘤的发生、生长及转移与肿瘤细胞所处的内外环境有着密切关系,它不仅包括肿瘤所在组织的结构、功能和代谢,而且亦与肿瘤细胞自身的(核和胞质)内在环境有关。


10. 氧化应激

        氧化应激(Oxidative Stress,OS)是指体内氧化与抗氧化作用失衡,倾向于氧化,导致中性粒细胞炎性浸润,蛋白酶分泌增加,产生大量氧化中间产物。氧化应激是由自由基在体内产生的一种负面作用,并被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素。


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