基因组信息系统与实践  061M5023H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:王前飞,胡松年,陈非
授课时间: 星期三, 第5、6、7节
授课地点: 教2-204
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
授课时间: 星期三, 第5、6、7节
授课地点: 教2-204
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 061M5023H 课时: 40 学分: 3.0
课程属性: 专业普及课 主讲教师:王前飞,胡松年,陈非
英文名称: Knowledge based Genomics System and Practice

教学目的、要求

本系列讲座以系统的理论知识学习为主,将重点介绍有关基因组学的基本理论、基本分析方法以及最新研究进展和前沿动向,包括高等真核生物(动物和植物)和微生物的基因组分析系统及其应用实践,目的是使学生广泛地了解与掌握基因组学相关领域的基础理论和实用分析方法。要求学生积极培养科学理性的思维方式、努力掌握系统深入的专业知识,为以后具备独立从事教学或科学研究工作的能力,特别是培养在基因组学和生物信息学研究方面的基础知识和实验技能,以及拓展课内外、校内外、国内外各种学术交流打下坚实基础。

预修课程

预修课程: 生物学、生物化学、微生物学、遗传学等大学本科公共课程
授课对象: 本课程可作为生物学、医学等学科研究生的专业课,也可作为计算机、数学、物理等学科研究生的选修课。

教 材

主要内容

内容提要: 随着人类基因组计划的顺利实施,基因组学成为一门新兴的、发展迅速的生命科学领域前沿学科,以新一代高通量DNA测序为代表的基因组学技术 得到更为广泛的应用,特别是在微生物、植物和动物等基因组学方面。在全基因组水平系统研究基因组结构、变异、功能和物种进化、演化规律,全景式地展示其互作网络,深入揭示其全局调控的分子机制。本课程将重点介绍基因组学在微生物、植物和人类基因组学方面的实际应用研究,包括比较基因组学分析、泛基因组学分析、环境微生物的元基因组学分析和功能基因组学测序分析、基因组重测序分析等研究的分析系统和应用实践。
第一部分:微生物基因组的信息系统与实践(15学时,教师:陈非)
1、病毒和致病微生物基因组学
1.1 传染性病毒和致病微生物的简介
1.2基因组的结构特点、基因功能、基因表达调控及其进化、种间传播机制
1.3 功能基因组辅助药物靶点的筛选及药物设计的原理,及重要病原微生物与宿主的相互作用的组学研究进展
2、微生物泛基因组和宏基因组
2.1 泛基因组获取及预测进化发展历程的生物信息学方法和技术
2.2 宏基因组研究的技术方法和数据分析流程
2.3 人体微生物组的概念和研究方法
3、第三代单分子实时测序(SMRT)技术
3.1 SMRT技术的测序原理、操作流程、数据分析方法
3.2 SMRT技术与其他测序技术的异同及优缺点
3.3 SMRT技术在微生物的基因组、甲基化组、RNA可变剪接、基因融化等领域的应用及研究进展
4、合成生物学
4.1 合成生物学研究现状、最新进展和展望
4.2 生物基因线路图、最小化基因组、化学合成生物学、原型细胞等概述

第二部分:植物基因组的信息系统与实践(15学时,教师:胡松年)
5、植物基因组序列分析
5.1 植物基因组结构、基因组倍增、基因家族扩增、重复序列等特征分析及演化规律
5.2 植物基因组De Novo测序的策略与方法、分析内容与手段
5.3 植物基因组重测序的分析内容与手段
6、植物转录组序列分析
	6.1植物mRNA的转录组测序与分析
	6.2植物小RNA的转录组测序与分析
	6.3 植物表达调控网络的构建
7、植物表观组序列分析
	7.1 植物基因组DNA甲基化的测序与分析
	7.2植物基因组组蛋白修饰的测序与分析
	7.3植物基因组长非编码RNA的测序与分析

第三部分:人类肿瘤基因组的信息系统与实践(8学时,教师:王前飞)
8、肿瘤基因组重测序分析
	9.1 研究肿瘤基因组的测序技术、操作流程和分析体系
	9.2 各种肿瘤基因组测序技术的优缺点及应用
	9.3 人类肿瘤基因组结构、遗传变异全景、肿瘤细胞的演化规律等
9、转录组和表观基因组测序分析
8.1 转录组和表观基因组测序的技术原理、操作流程与分析体系
8.2转录组和表观基因组测序技术在人类肿瘤研究中的应用
10、基因组学与精准医学
	10.1 精准医学与个体化医疗概述
	10.2 基因组学技术在精准医学研究中的应用

考试(2学时)

教学方式:100% 课堂讲授
考核方式:100% 开卷考试

参考文献

1.	Mushegian AR主编。比较基因组学。北京:科学出版社。2007年8月第1版。
2.	孙之荣主译。生物信息学与功能基因组学。北京:化学工业出版社。2009年9月第1版。
3.	T.A.布朗主编,袁建刚(译)。基因组III。北京:科学出版社。2009年3月第1版。
4.	邓子新 喻子牛编著.微生物基因组学及合成生物学进展.科学出版社,2014。
5.	杨金水编著.基因组学(第三版).高等教育出版社,2013。
6.	芒特 (作者).生物信息学:序列与基因组分析. 科学出版社,2011。
7.	T.A.布朗. 基因组3. 科学出版社,2009。
8.	Trygve O.Tollefsbol等. 表观遗传学——原理、技术与实践. 上海科学技术出版社,2006。
9.	 David Allis等. Epigenetics. 冷泉港实验室出版社,2007。