基因组学前沿-课程进度计划表-2015年春-方向东等

1功能基因组学FunctionalGenomics3/11-5/20/2015星期三下午5-8节，13:30-17:00，玉泉路研究生院阶二1教室助教-张静[e-mail]科研秘书-张倩15652767626课程编号：51333Y授课对象:本系列讲座可作为生物学、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。教学目的和要求：本课程将重点讲授有关功能基因组学和生物技术的最新研究进展和前沿动向，目的是使学生广泛地了解相关领域的基础理论和实验技术的研究现状和发展趋势，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；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。内容提要：授课教师：王前飞（中国科学院北京基因组研究所）4学时3/11/2015授课内容：基因表达的转录调控细胞内基因的精确表达取决于DNA调控元件（如启动子和增强子），序列特异性转录因子，以及染色质修饰等各种因素的综合作用。基因表达紊乱会导致基因功能的失调并扰乱正常信号传导通路，而这些改变都会促进疾病如白血病的形成。各种白血病亚型有各自特定的基因表达谱，深入研究这些基因谱的组成和相关功能有助于进一步了解疾病的发生发展机制。而通过遗传学和表观遗传学的调控所致基因异常表达被认为是白血病形成的一种可能机制。本讲座内容包括：1.运用比较基因组学和功能基因组学的策略系统研究基因表达的调控；2.正常血细胞发育和白血病的转录调控网络研究进展。授课教师：陈非（中国科学院北京基因组研究所）4学时3/18/2015授课内容：三代测序技术在微生物组学研究中的应用三代单分子测序概念一经提出，即在全球范围内引起了巨大反响，被誉为“未来测序应用的基准线”。三代测序技术读长长，无需PCR扩增，无GC偏向，成功解决了二代测序技术读长短、无法很好拼接GC异常和高重复区域等诸多问题。此外，由于三代测序技术利用DNA聚合酶的动力学特征，可以直接区分不同类型的碱基修饰，这为目前不断升温的核酸表观修饰研究增添了新的工具。尽管三代测序有以上诸多优点，但其较高的测序成本使得其仍不能取代二代测序技术而成为主流高通量测序技术。微生物的基因组较小，一般不超过10M，十分适合使用三代测序技术。事实也是如此，目前有关三代测序的近百篇文章绝大多数是针对微生物的。有鉴于此，本课程将主要介绍近年来三代测序技术在微生物组学方面的研究进展，也将介绍其在涉及核酸修饰的表观基因组学领域的应用及巨大潜力。2授课教师：方向东（中国科学院北京基因组研究所）12学时3/25,4/1,4/8/2015授课内容：表观遗传学技术与应用真核生物基因的表达是一个高度复杂、精确调控的过程，是遗传调控和表观遗传调控协同作用的结果。遗传调控是指染色体的DNA序列对于基因转录的影响。而表观遗传学则是研究在没有DNA序列变化的情况下，可以经过有丝分裂和减数分裂等遗传方式在细胞和个体世代间传递，从而引起基因表达或表型的改变的生命信息，它是不符合传统孟德尔遗传规律的核内遗传。随着分子生物学理论和技术的飞速发展，人们得以在更深入、更广阔的层次上阐明生命的本质，表观遗传学研究逐渐引起人们的关注，目前已经成为后基因组时代的重要前沿和热点。本讲座将主要介绍表观遗传学的概念、发展历史、研究内容和方法以及大规模测序技术在表观遗传学研究中的应用等。授课教师：米双利（中国科学院北京基因组研究所）4学时4/15/2015授课内容：非编码RNA在癌症中的作用研究进展非编码RNA是近几年的研究热点，由于它的普遍性、复杂性和重要性，使之成为目前各种生物体功能与发育研究的热门对象，特别是microRNA在癌症的发生、发展中起着极为关键的作用。以往对癌症相关基因表达调控的研究，主要集中在对蛋白编码基因的上游调控序列以及对异常转录因子的研究方面；非编码RNA的出现为基因表达调控网络增加了一个新的层次，提示我们通过研究转录因子－非编码RNA－靶基因来阐明癌症的发生、发展机理，并寻找新的治疗靶点。本讲座将主要介绍非编码RNA的在癌症研究中的发展历史、研究内容和方法以及大规模测序技术兴起之后对非编码RNA的研究进展。授课教师：章张（中国科学院北京基因组研究所）4学时4/22/2015授课内容：细菌基因组组分分析及陆生化研究细菌是自然界生物的主要类群之一，数量庞大、分布广泛（包括土壤、水、或与其它生物共生），且在疾病诊断、农业生产、工业应用等方面具有重要的研究价值和经济价值。高通量测序技术的快速发展和测序成本的不断降低，促使细菌基因组序列的大量产生，从而为细菌基因组学的研究提供了机遇和挑战。基于现已测序的细菌基因组，本讲座将介绍细菌基因组序列组分分析方面的生物信息研究进展，通过考察细菌的DnaE2酶探讨细菌陆生化的演化过程。授课教师：赵方庆（中国科学院北京生命科学研究院）4学时4/29/2015授课内容：元基因组学元基因组学是一门直接从环境中获取遗传物质从而研究环境微生物组成和功能的学科。讲课内容主要介绍元基因组学的产生及发展历史，以及高通量测序技术在元基因组研究中的应用。重点关注元基因组学研究面临的各项实验和计算挑战，以及最新的研究进展。授课教师：雷红星（中国科学院北京基因组研究所）4学时5/6/2015授课内容：神经系统疾病的系统生物学研究神经系统疾病是一大类严重疾病,病理取样的困难导致这类疾病的研究难度很大。本课程将介绍近年来国际上在神经系统疾病的研究进展,重点介绍系统生物学方面的研究。基因组方面的研究包括GWAS(全基因组关联研究)和全基因组外显子组测序研究等；转录组方面主要包括脑组织和外周血转录组的研究；表观遗传方面主要包括DNA甲基化和miRNA等研究；另外,我们还将了解这类疾病的临床诊断和药物发现方面的研究进展。授课教师：肖景发（中国科学院北京基因组研究所）4学时5/13/2015授课内容：基因组学和药物发现主要介绍当前基因组学的研究进展对药物分子设计的重要影响，包括药物分子设计的流程介绍，以及基因3组学和生物信息学在药物分子设计中的应用。并把药物设计的三个不同的时期进行对比，揭示现在基因组学发展对药物发现带来革新，并介绍药物基因组学的研究进展，药物基因组学的最终目标是实现个体化医疗。教学方式：每位主讲人负责一个专题，大班课堂授课，每次授课时间为下午半天、4学时。参考书籍：1.[美]DavidSnowdon著；李淑珺译。优雅地老去：678位修女揭开阿尔茨海默病之谜。北京：世界图书出版公司。2014年5月第1版。2.[美]EricTopol著；张南、魏薇、何雨师译。颠覆医疗-大数据时代的个人健康革命。北京：电子工业出版社。2014年1月第1版。3.[英]T.CharlieHodgman,[英]AndrewFrench,[英]DavidR.Westhead编著；陈铭、包家立、黄炳顶译。精要速览系列：生物信息学（第二版）。北京：科学出版社。2013年10月第1版。4.[英]ViktorMayer-Schönberger,[英]KennethCukier著；盛杨燕，周涛译。大数据时代-生活、工作与思维的大变革。杭州：浙江人民出版社。2013年1月第1版。5.左伋主编。医学遗传学。北京：人民卫生出版社。2013年1月第1版。6.[英]RichardDawkins著；卢允中等译。自私的基因。北京：中信出版社。2012年9月第1版。7.[美]RobertF.Weaver著；李亦学等译。理解生物信息学。北京：科学出版社。2012年1月第1版。8.[英]HughFletcher,[英]IvorHickey,[英]PaulWinter编著；张博等译。精要速览系列：遗传学（第三版）。北京：科学出版社。2010年9月第1版。9.[英]AulayMackenzie编著；李春喜译。精要速览系列：生命科学中的数学与统计学。北京：科学出版社。2010年7月第1版。10.陈润生、刘夙著。基因的故事：解读生命的密码。北京：北京理工大学出版社。2010年1月第1版。11.[美]DavidC.Allis等著；朱冰、孙方霖主译。表观遗传学。北京：科学出版社。2009年7月第1版。12.[美]ChristophW.Sensen主编；谢东等译。基因组研究手册-基因组学、蛋白质组学、代谢组学、生物信息学、伦理和法律问题。北京：科学出版社。2009年3月第1版。13.杨焕明著。“天”生与“人”生-生殖与克隆。北京：科学出版社。2008年3月第1版。14.[美]TrygveO.Tollefsbol著；吴超群、薛京伦等译。表观遗传学实验手册。上海：上海科学技术出版社。2007年8月第1版。15.薛京伦主编。表观遗传学-原理、技术与实践。上海：上海科学技术出版社。2006年12月第1版。16.姜远英主编。药物基因组学。北京：人民卫生出版社。2006年4月第1版。考核方式：课堂开卷占40%，读书报告、科研综述占60%。撰写人：方向东等（中国科学院北京基因组研究所）联系方式：84097495，13910839035，[e-mail]撰写日期：2015.1