Nasza wiedza na temat biologii molekularnej sinic ogromnie wzrosła dzięki zastosowaniu technik zastosowaniu technik "omicznych". Dopiero niedawno metabolomika została zastosowana systematycznie do modelowania cyjanobakterii. Metabolomika, ilościowa ocena ilościowa ocena idealnie kompletnego zestawu metabolitów komórkowych, jest szczególnie dobrze dostosowana do do odzwierciedlenia metabolizmu komórkowego i jego elastyczności w różnych warunkach. Tradycyjnie, małe zestawy metabolitów są określane ilościowo w ukierunkowanych podejściach metabolomicznych. metabolomie. Rozwój technologii separacji w połączeniu z spektroskopii masowej lub opartej na jądrowym rezonansie magnetycznym identyfikacji cząsteczek o niskiej masie cząsteczkowej. cząsteczek o niskiej masie cząsteczkowej pozwala obecnie na profilowanie setek metabolitów o zróżnicowanym charakterze chemicznym. Analiza metabolomu została zastosowana do scharakteryzowania zmian w metabolizmie pierwotnym sinic w różnych warunkach środowiskowych lub w określonych mutantach. warunkach środowiskowych lub w zdefiniowanych mutantach. Uzyskane listy metabolitów i ich stężenia w stanie stacjonarnym w połączeniu z transkryptomiką mogą być wykorzystane w biologii systemowej. Zastosowanie stabilnych izotopów we fluksomice, tj. ilościowym oszacowaniu przepływu węgla i azotu przez biochemię. strumieni węgla i azotu przez sieć biochemiczną, było rzadko stosowane do cyjanobakterii. cyjanobakterii, ale w szczególności technika ta pozwoli na tworzenie kinetycznych modeli systemów modeli kinetycznych systemów cyjanobakteryjnych. Dalsze zastosowanie metabolomiki w połączeniu w połączeniu z innymi technologiami "omicznymi" nie tylko poszerzy naszą wiedzę, ale także ale także z pewnością wzmocni bazę dla biotechnologicznego zastosowania cyjanobakterii. cyjanobakterii. --- Tradycyjne technologie badania biologii systemów są ograniczone przez wykrywanie parametrów wynikających z uśrednienia dużych populacji komórek. komórek, brakującymi komórkami produkowanymi w małych ilościach i próbą ujednolicenia heterogeniczności. heterogeniczności. Pojawienie się proteomiki i genomiki na poziomie pojedynczej komórki stworzyło podstawę dla wyjątkowej poprawy technologii analitycznej i pozyskiwania danych. i pozyskiwania danych. Wykazano, że heterogeniczność komórkowa jest ściśle związana z licznymi stochastycznymi trans ściśle związana z licznymi stochastycznymi zdarzeniami transkrypcyjnymi prowadzącymi do różnic we wzorcach ekspresji pomiędzy pojedynczymi genetycznie identycznymi komórkami. Technologia nowej generacji analizy pojedynczych komórek jest w stanie lepiej lepiej scharakteryzować populację komórek, identyfikując i różnicując komórki odstające, w celu zapewnienia zarówno eksperymentu na pojedynczej komórce, jak i odpowiadającego mu pomiaru masowego pomiar, poprzez identyfikację, kwantyfikację i charakterystykę wszystkich aspektów biologii systemowej (genomika, transkryptomika, proteomika, metabolomika, degradomika i fluksomika). Przeniesienie omiki do analizy pojedynczej komórki stanowi znaczącą i wyjątkową zmianę. --- Biomarkery są obecnie szeroko stosowane do diagnozowania chorób, monitorowania leczenia, i oceny potencjalnych kandydatów na leki. Badania nad omiką różnicową przyspieszają postęp w odkrywaniu biomarkerów. Poprzez wydobywanie wiedzy biologicznej wiedzy biologicznej z "omiki" poprzez integrację, integracyjna biologia systemowa tworzy modele predykcyjne komórek, narządów, procesów biochemicznych i całych organizmów. organizmów, a także identyfikuje biomarkery chorób człowieka. Niedawny rozwój metod o wysokiej przepustowości umożliwia analizę genomu, transkryptomu, proteomu i metabolomu na niespotykaną dotąd skalę, co przyczyniając się do zalewu danych eksperymentalnych w licznych publicznych bazach danych. Opracowano i zastosowano kilka zintegrowanych podejść biologii systemowej do do odkrywania biomarkerów chorób z baz danych. W tym przeglądzie podkreślamy kilka z tych podejść i określamy przyszłe kroki w kontekście integracyjnej biologii systemowej. w kontekście integracyjnej biologii systemowej. --- Technologia proteomiki, będąca głównym składnikiem biologii systemowej, zyskała wszechstronną uwagę w dziedzinie diagnostyki medycznej, opracowywania leków i badań mechanizmów badania mechanizmów. Zgodnie z holistyczną i systemową teorią, proteomika jest zbieżna z tradycyjną medycyną chińską (TCM). zbieżność z tradycyjną medycyną chińską (TCM). W niniejszym przeglądzie omówiliśmy zastosowania technologii proteomicznych w badaniach kombinacji chorób i zespołów TCM. w badaniach nad kombinacją chorób i TCM. Przedstawiliśmy również badania proteomiczne nad efektami in vivo in vivo i in vitro oraz mechanizmów leżących u podstaw leczenia TCM przy użyciu chińskiego chińskiej medycyny ziołowej (CHM), chińskiej formuły ziołowej (CHF) i akupunktury. Ponadto omówiono również połączone badania proteomiki z innymi technologiami "-omiki" w TCM. Podsumowując, niniejszy raport przedstawia przegląd ostatnich postępów w stosowaniu technologii proteomicznych w badaniach TCM oraz rzuca światło na przyszłe globalne i dalsze badania nad TCM. --- Ponieważ głównym ostatecznym celem hodowli zwierząt gospodarskich jest produkcja białek do spożycia przez ludzi, narzędzia badawcze do badania białek odgrywają odgrywają ważną rolę w nauce o zwierzętach hodowlanych i mięsie. Rzeczywiście, proteomika została zastosowana w dziedzinie nauk o zwierzętach gospodarskich w celu monitorowania wydajności in vivo zwierząt gospodarskich zwierząt gospodarskich in vivo (wzrost, płodność, jakość mleka itp.), ale także do dalszego nasze zrozumienie procesów molekularnych leżących u podstaw jakości mięsa, które są w dużej mierze zależne od biochemii mięśni po śmierci, często w sposób często w sposób specyficzny dla gatunku. Pośmiertne zmiany w proteomie mięśni odzwierciedlają biologiczną złożoność procesu "konwersji mięśni w mięso", procesu, który pomimo dziesięcioleci postępu który, pomimo dziesięcioleci postępów, nie jest w pełni zrozumiały. Wynika to głównie ze względu na ogromną liczbę zmiennych wpływających na kruchość mięsa per w tym czynniki biologiczne, takie jak gatunek zwierzęcia, rasa specyficzne cechy, badane mięśnie. Jednak szybko okazuje się, że fenotyp szybko okazuje się, że fenotyp delikatnego mięsa jest związany nie tylko z genetyką (selekcja hodowlana), ale także z czynnikami zewnętrznymi. selekcja hodowlana), ale także z czynnikami zewnętrznymi, takimi jak środowisko chowu środowisko chowu, warunki żywienia, aktywność fizyczna, podawanie hormonalnych hormonalnych, obsługa przed ubojem i stres, obsługa poubojowa. Z z tego skomplikowanego scenariusza, podejścia biochemiczne i zintegrowane systemy badania (metabolomika, transkryptomika, interaktomika, fosfoproteomika, modelowanie matematyczne), które pojawiły się jako narzędzia uzupełniające proteomikę, pomogły ustanowić kilka kamieni milowych w naszym zrozumieniu wydarzeń prowadzących od konwersji mięśni do mięsa. Rosnąca integracja dyscyplin omicznych w dziedzinie biologii systemów wkrótce przyczyni się do podjęcia dalszych kroków naprzód. kroków naprzód. --- Większość białek eukariotycznych jest glikozylowana, a ich cząsteczki glikanowe mają wiele ważnych ról strukturalnych, funkcjonalnych i regulacyjnych. Ze względu na strukturalną złożoność glikanów i ograniczenia technologiczne, glikomika, a w szczególności a w szczególności glikoproteomika nie była w stanie nadążyć za szybkim postępem w genomice i proteomiki w ciągu ostatnich 30 lat. Jednak dziedzina glikanów rozwijała się szybko szybko się rozwija, a pierwsze badania glikanów na dużą skalę zostały niedawno zakończone. niedawno zakończone. Badania te ujawniły znaczące różnice w glikanów między osobnikami, co może przyczyniać się do ludzkiej zmienności fenotypowej. ludzkiej zmienności fenotypowej. Aktualny stan wiedzy w zakresie wysokoprzepustowej glikomiki i jej integracji z genomiką, epigenomiką i lipidomiką jest z genomiką, epigenomiką i lipidomiką. --- Dziedzina metabolomiki nadal szybko się rozwija w ciągu ostatniej dekady i została w przewidywaniu i wyjaśnianiu złożonych fenotypów w różnych systemach biologicznych. fenotypów w różnych systemach biologicznych. Metabolomika uzupełnia inne badania omiczne, takie jak transkryptomika i proteomika, a ponieważ jest to "dalszy" wynik ekspresji genów, zmiany w metabolomie są uważane za najlepiej odzwierciedlające aktywność komórki na poziomie funkcjonalnym. Jak dotąd metabolomika może być jedyną technologią zdolną do wykrywania złożonych, biologicznie istotnych zmian. biologicznie istotnych zmian. Jako jedna z technologii omicznych, metabolomika ma ekscytujące zastosowania w różnych dziedzinach, w tym w naukach medycznych, biologii syntetycznej, medycynie i modelowanie predykcyjne systemów roślinnych, zwierzęcych i mikrobiologicznych. Ponadto, zintegrowane aplikacje z genomiką, transkryptomiką i proteomiką zapewniają lepsze zrozumienie globalnej biologii systemów. W niniejszym przeglądzie omawiamy najnowsze zastosowania metabolomiki w mikrobiologii, roślinach, zwierzętach, żywności i naukach medycznych. medycynie.
Wymień technologie omiczne wchodzące w skład biologii systemowej.
Biologia systemowa łączy różne technologie omiczne, takie jak genomika, transkryptomika, proteomika, metabolomika, epigenomika, glukomika, degradomika i fluksomika.