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书名：《分子生物学前沿进展：蛋白质组学与基因组学的深度融合》 作者： 张伟, 李明, 王芳 出版社： 科学出版社 出版日期： 2024年10月 --- 内容简介： 本书旨在全面、深入地探讨当前分子生物学领域最前沿的研究热点与技术突破，特别是蛋白质组学（Proteomics）和基因组学（Genomics）在解析生命复杂性中所展现出的革命性力量及其深度融合的趋势。本书不仅仅是对现有知识的梳理，更着重于呈现这些学科如何共同驱动我们对细胞功能、疾病发生机制以及新一代生物疗法开发的认知升级。 本书结构严谨，内容涵盖了从宏观的系统生物学视角到微观的单分子分析技术，力求为生命科学研究人员、高年级本科生及研究生提供一份既具理论深度又富含实践指导价值的参考手册。 第一部分：基因组学与转录组学的深度解析 本部分聚焦于对遗传信息的全面挖掘和功能解读。我们首先回顾了新一代测序技术（NGS）的最新进展，特别是长读长测序技术（如PacBio HiFi和Oxford Nanopore）在解决基因组复杂区域重组和结构变异检测方面的突破。重点章节详细阐述了单细胞基因组测序（scDNA-seq）如何揭示肿瘤异质性及发育过程中细胞命运决定的微小差异。 随后，转录组学部分深入探讨了RNA异构体的多样性及其调控机制。书中详细分析了RNA编辑、可变剪接（Alternative Splicing）的复杂调控网络，以及近年来兴起的环状RNA（circRNA）和非编码RNA（ncRNA）在疾病发生中的潜在生物标志物价值。我们通过多个经典案例，展示了如何利用转录组数据重建复杂的调控网络，预测关键转录因子及其结合位点。 第二部分：蛋白质组学的广度与深度探索 蛋白质组学作为研究蛋白质功能和相互作用的核心工具，在本部分占据了重要篇幅。我们首先介绍了高分辨率质谱技术（如Tandem Mass Spectrometry, MS/MS）在蛋白质鉴定、定量和翻译后修饰（PTM）分析中的最新优化策略。特别关注了空间蛋白质组学（Spatial Proteomics）的兴起，这种技术能够以前所未有的精度在组织切片上描绘蛋白质的空间分布，对于理解组织微环境至关重要。 本书详细剖析了蛋白质相互作用组（Interactome）的构建方法，包括大规模的酵母双杂交（Y2H）和体内蛋白质互补（Bait-Prey Affinity Purification coupled with MS, AP-MS）技术。在功能分析方面，我们探讨了如何利用化学蛋白质组学工具，例如靶向亲和探针，来筛选和验证小分子药物的直接靶点。 第三部分：基因组学与蛋白质组学的系统整合 本部分是全书的核心和创新之处，集中论述了如何打破基因组与蛋白质组之间的技术壁垒，实现真正意义上的“多组学整合”。我们详细介绍了当前主流的生物信息学整合算法，包括基于统计模型的协方差分析、深度学习方法在多组学数据融合中的应用。 书中通过对代谢性疾病（如糖尿病）和神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的深入案例分析，演示了如何整合基因突变数据、转录本丰度变化和蛋白质修饰谱，构建更具预测能力的疾病模型。我们强调了数据标准化和质量控制在跨组学研究中的关键作用。 第四部分：技术平台与前沿应用 最后一部分面向实践应用，介绍了支撑前沿研究的尖端技术平台。这包括CRISPR/Cas系统在精准基因编辑中的最新迭代（如Base Editing和Prime Editing），以及它们如何与蛋白质组学技术结合，用于解析基因功能和开发新型基因疗法。 此外，本书还探讨了生物信息学工具的开源化趋势，并提供了一系列用于数据可视化和网络构建的实用软件介绍。在临床转化方面，我们着重讨论了基于多组学数据的个体化用药策略（Pharmacogenomics）的现状与未来挑战。 本书特色： 1. 前沿性与整合性并重： 聚焦于基因组、转录组、蛋白质组及代谢组等交叉领域的前沿技术，强调数据整合分析的重要性。 2. 案例驱动： 包含了多个来自顶尖期刊的经典研究案例，帮助读者理解理论如何应用于解决实际科学问题。 3. 技术指导详尽： 对关键实验技术和生物信息学分析流程的描述细致入微，兼具学术参考和实验指导价值。 4. 面向未来： 探讨了人工智能和机器学习在处理海量生命科学数据中的潜力，展望了未来生物学研究的新范式。 目标读者： 生命科学、生物技术、生物医学工程领域的科研工作者、博士后、研究生以及相关产业的技术人员。
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