Omics - Omics

Pro deník viz OMICS (deník). Vydavatel dravých časopisů viz Nakladatelská skupina OMICS.
Schéma ilustrující genomiku

Pobočky Věda neformálně známý jako omics jsou různé disciplíny v biologie jejichž jména končí příponou -omika, jako genomika, proteomika, metabolomika, a glykomika. Omics se zaměřuje na kolektivní charakterizaci a kvantifikaci skupin biologických molekul, které se promítají do struktury, funkce a dynamiky organismu nebo organismů.

Související přípona -ome se používá k adresování studijních předmětů takových oborů, jako je genom, proteom nebo metabolome resp. Přípona -ome jak se používá v molekulární biologii, označuje a celek nějakého druhu; je to příklad „neo-přípony“ vytvořené abstrakcí z různých řeckých termínů v -ωμαposloupnost, která v řečtině netvoří identifikovatelnou příponu.

Funkční genomika si klade za cíl identifikovat funkce co největšího počtu genů daného organismu. Kombinuje různé techniky -omiky, jako jsou transkriptomika a proteomika, s nasycenými sbírkami mutantů.[1]

Původ

"Omicum": Budova Estonské biocentrum ve kterém sídlí Estonské centrum genomu a Ústav molekulární a buněčné biologie při Libereckém kraji University of Tartu v Tartu, Estonsko.

The Oxfordský anglický slovník (OED) rozlišuje tři různé oblasti použití pro -ome přípona:

  1. v medicíně tvoří podstatná jména ve smyslu „otok, nádor“
  2. v botanice nebo zoologii tvoří podstatná jména ve smyslu „část zvířete nebo rostliny se specifickou strukturou“
  3. v buněčné a molekulární biologii tvoří podstatná jména ve smyslu „všechny složky považovány za kolektivně“

The -ome přípona vznikla jako varianta -omaa stal se produktivním v poslední čtvrtině 19. století. Původně to vypadalo jako sklerom[2] nebo oddenek.[3] Všechny tyto termíny jsou odvozeny z řeckých slov v -ωμα,[4] sekvence, která není jedinou příponou, ale lze ji analyzovat jako -ω-μα, -ω- patřící ke slovu kmen (obvykle sloveso) a -μα být opravdovou řeckou příponou tvořící abstraktní podstatná jména.

OED naznačuje, že jeho třetí definice vznikla jako a zadní formace z mitome,[5] Včasné osvědčení zahrnují biome (1916)[6] a genom (nejprve vytvořen jako Němec Genom v roce 1920[7]).[8]

Sdružení s chromozóm v molekulární biologii je o falešná etymologie. Slovo chromozóm pochází z řecký stonky χρωμ (ατ) - „barva“ a σωμ (ατ) - "tělo".[8] Zatímco σωμα "tělo" skutečně obsahuje -μα přípona, předchozí -ω- není kmenotvorná přípona, ale součást slova vykořenit. Protože genom Odkazuje na kompletní genetická výbava organismu, neo-přípona -ome navrhl, že má na mysli „celistvost“ nebo „dokončení“.[9]

Bioinformatici a molekulární biologové figuroval mezi prvními vědci, kteří široce používali příponu „-ome“. Mezi první zastánce patřili bioinformatici Cambridge Ve Velké Británii, kde bylo mnoho raných bioinformatických laboratoří, jako např MRC centrum, Centrum Sanger a EBI (Evropský bioinformatický institut ). Například centrum MRC provedlo první projekty genomu a proteomu.

Druhy omických studií

Genomika

  • Genomika: Studie genomy organismů.
    • Kognitivní genomika: Studie změn v kognitivní procesy spojené s genetickými profily.
    • Srovnávací genomika: Studium vztahu struktury a funkce genomu napříč různými biologickými druhy nebo kmeny.
    • Funkční genomika: Popisuje genové a proteinové funkce a interakce (často používá transkriptomika).
    • Metagenomika: Studie metagenomy tj. genetický materiál získaný přímo ze vzorků životního prostředí.
    • Neurogenomika: Studium genetických vlivů na vývoj a funkci nervového systému.
    • Pangenomika: Studium celé sbírky genů nebo genomů nalezených v daném druhu.[10]
    • Osobní genomika: Odvětví genomiky zabývající se sekvenováním a analýzou genomu jedince. Jakmile jsou známy genotypy, lze genotyp jednotlivce porovnat s publikovanou literaturou a určit pravděpodobnost exprese znaků a rizika onemocnění. Pomáhá v personalizované medicíně

Epigenomika

The epigenom je podpůrná struktura genomu, včetně proteinových a RNA vazebných látek, alternativních struktur DNA a chemických modifikací na DNA.

  • Epigenomika: Moderní technologie zahrnují chromozomovou konformaci od Ahoj, rozličný ChIP-sekv a další metody sekvenování kombinované s proteomickými frakcionacemi a metody sekvenování, které nacházejí chemickou modifikaci cytosinů, jako je bisulfitové sekvenování.
  • Nukleomika: Studium kompletní sady genomových komponent, které tvoří „buněčné jádro jako komplexní dynamický biologický systém, označovaný jako nukleom“.[11][12] 4D Nucleome Consortium se oficiálně připojilo k IHEC (Mezinárodní konsorcium lidských epigenomů ) v roce 2017.

Lipidomika

Lipidom je celý doplněk buněk lipidy, včetně modifikací provedených na konkrétní sadě lipidů produkovaných organismem nebo systémem.

  • Lipidomika: Rozsáhlá studie cest a sítí lipidů. Používají se techniky hmotnostní spektrometrie.

Proteomika

Proteome je celý doplněk bílkoviny, včetně modifikací provedených na konkrétní sadě proteinů produkovaných organismem nebo systémem.

  • Proteomika: Rozsáhlé studium proteinů, zejména jejich struktur a funkcí. Používají se techniky hmotnostní spektrometrie.
    • Imunoproteomika: studium velkých souborů proteinů (proteomika) podílejících se na imunitní odpovědi
    • Nutriproteomika: Identifikace molekulárních cílů výživných a nevýživných složek stravy. Využívá data hmotnostní spektrometrie proteomiky pro studium proteinové exprese
    • Proteogenomika: Vznikající pole biologického výzkumu na křižovatce proteomiky a genomiky. Proteomická data použitá pro anotace genů.
    • Strukturální genomika: Studium trojrozměrné struktury každého proteinu kódovaného daným genomem pomocí kombinace experimentálních a modelovacích přístupů.

Glycomics

Glycomics je komplexní studie glycome tj. cukry a sacharidy.

Foodomics

Foodomics byla v roce 2009 definována jako „obor, který studuje domény Potraviny a výživa pomocí aplikace a integrace pokročilých -omických technologií za účelem zlepšení pohody, zdraví a znalostí spotřebitele“

Transkriptomika

Přepis je množina všech RNA molekuly, včetně mRNA, rRNA, tRNA a jiné nekódující RNA, produkované v jedné nebo populaci buněk.

Metabolismus

  • Metabolomika: Vědecké studium chemických procesů zahrnujících metabolity. Jedná se o „systematické studium jedinečných chemických otisků prstů, které zanechávají specifické buněčné procesy“, studium jejich profilů metabolitů s malou molekulou
  • Metabonomika: Kvantitativní měření dynamické multiparametrické metabolické odpovědi živých systémů na patofyziologické podněty nebo genetické modifikace

Výživa, farmakologie a toxikologie

  • Nutriční genomika: Věda studující vztah mezi lidským genomem, výživou a zdravím.
    • Nutrigenetika studuje účinek genetických variací na interakci mezi stravou a zdravím s dopady na náchylné podskupiny
    • Nutrigenomika: Studie účinků potravin a složek potravin na genovou expresi. Studuje účinek živin na genom, proteom a metabolome
  • Farmakogenomika zkoumá účinek součtu variací v lidském genomu na léky;
  • Farmakomikrobiomika zkoumá účinek variací v lidském mikrobiomu na léky a naopak.
  • Toxikogenomika: obor věd, který se zabývá sběrem, interpretací a ukládáním informací o aktivitě genů a proteinů v konkrétní buňce nebo tkáni organismu v reakci na toxické látky.

Kultura

Harvardský tým kolem Jean-Baptiste Michel a. Byl inspirován základními otázkami evoluční biologie Erez Lieberman Aiden vytvořil americký neologismus kulturistika pro aplikaci sběru a analýzy velkých dat na kulturní studie.

Smíšený

  • Mitointeraktom
  • Psychogenomika: Proces aplikace výkonných nástrojů genomiky a proteomiky k dosažení lepšího porozumění biologickým substrátům normálního chování a chorobám mozku, které se projevují jako abnormality chování. Aplikováním psychogenomiky na studium drogové závislosti je konečným cílem vyvinout účinnější léčbu těchto poruch, jakož i objektivní diagnostické nástroje, preventivní opatření a případně vyléčit.
  • Genomika kmenových buněk: Pomáhá v biologii kmenových buněk. Cílem je vytvořit kmenové buňky jako přední modelový systém pro porozumění biologii člověka a chorobných stavů a ​​nakonec urychlit pokrok směrem k klinické translaci.
  • Connectomics: Studium konexomu, souhrn nervových spojení v mozku.
  • Mikrobiomika: studium genomů komunit mikroorganismů, které žijí ve specifickém prostředí.
  • Cellomika: Je kvantitativní buněčná analýza a studie využívající bioimagingové metody a bioinformatiku.
  • Tomomika: Kombinace metod tomografie a omiky k pochopení tkáňové nebo buněčné biochemie při vysokém prostorovém rozlišení, obvykle s využitím dat z hmotnostní spektrometrie.[13]
  • Ethomics: Je vysoce výkonné strojové měření chování zvířat.[14]
  • Videomika (nebo videomika): paradigma videoanalýzy inspirované principy genomiky, kde lze kontinuální sekvenci obrazu (nebo video) interpretovat jako zachycení jediného obrazu vyvíjejícího se v čase prostřednictvím mutací odhalujících „scénu“.[15]
  • Multiomics: Integrace různých omiků do jediného studijního nebo analytického kanálu.

Nesouvisející slova v -omika

Slovo „komiks“ nepoužívá příponu „omics“; pochází z řečtiny „κωμ (ο) -“ (veselí) + „-Ικ (ο) -“ (adjektivní přípona), namísto zkrácení „σωμ (ατ) -“.

Podobně je slovo „ekonomika“ sestaveno z řečtiny „οικ (ο) -“ (Domácnost) + „Νομ (ο) -“ (zákon nebo Zvyk) a „ekonomické“ z „οικ (ο) -“ + „νομ (ο) -“ + „-ικ (ο) -“. Přípona -omics se někdy používá k vytváření jmen pro školy ekonomika, jako Reaganomika.

Aktuální využití

Hlavní článek: Seznam omických témat v biologii

Mnoho „omes“ nad původní „genom „Staly se užitečnými a vědci z oblasti výzkumu je široce přijali. "Proteomika ”Se stal zavedeným pojmem pro studium bílkoviny ve velkém měřítku. „Omes“ může poskytnout snadnou zkratku pro zapouzdření pole; například an interaktomika studie je jasně rozpoznatelná jako souvislost s rozsáhlými analýzami interakcí gen-gen, protein-protein nebo protein-ligand. Vědci se rychle chopí všeho a všeho, jak ukazuje exploze používání těchto termínů v PubMed od poloviny 90. let.[16]

Viz také

Poznámky

  1. ^ Holtorf, Hauke; Guitton, Marie-Christine; Reski, Ralfe (2002). "Rostlinná funkční genomika". Naturwissenschaften. 89 (6): 235–249. Bibcode:2002NW ..... 89..235H. doi:10.1007 / s00114-002-0321-3. PMID  12146788. S2CID  7768096.
  2. ^ "scleroma, n: Oxford English Dictionary". Citováno 2011-04-25.
  3. ^ "rhizome, n: Oxford English Dictionary". Citováno 2011-04-25.
  4. ^ "-oma, kombinovaná forma: Oxford English Dictionary". Citováno 2011-04-25.
  5. ^ „Home: Oxford English Dictionary“. Citováno 2011-04-25.
  6. ^ „biome, n.: Oxford English Dictionary“. Citováno 2011-04-25.
  7. ^ Hans Winkler (1920). Verbreitung und Ursache der Parthenogenesis im Pflanzen - und Tierreiche. Verlag Fischer, Jena. p. 165. Ich schlage vor, für den haploiden Chromosomensatz, der im Verein mit dem zugehörigen Protoplasma die materielle Grundlage der systemischen Einheit darstellt den Ausdruck: das Genom zu verwenden ... „V angličtině:“ Navrhuji výraz Genom pro haploidní sada chromozomů, která spolu s příslušnou protoplazmou specifikuje materiální základy druhu ...
  8. ^ A b Coleridge, H .; et alii. Oxfordský anglický slovník
  9. ^ Liddell, H.G .; Scott, R .; et alii. Řecko-anglický lexikon [1996]. (Hledejte v projektu Perseus. )
  10. ^ O'Connell, Mary J .; McNally, Alan; McInerney, James O. (2017-03-28). „Proč mají prokaryoty pangenomy“ (PDF). Přírodní mikrobiologie. 2 (4): 17040. doi:10.1038 / nmicrobiol.2017.40. ISSN  2058-5276. PMID  28350002. S2CID  19612970.
  11. ^ Tashiro, Satoshi; Lanctôt, Christian (04.03.2015). „The International Nucleome Consortium“. Jádro. 6 (2): 89–92. doi:10.1080/19491034.2015.1022703. PMC  4615172. PMID  25738524.
  12. ^ Cremer, Thomas; Cremer, Marion; Hübner, Barbara; Strickfaden, Hilmar; Smeets, Daniel; Popken, Jens; Sterr, Michael; Markaki, Yolanda; Rippe, Karsten (07.10.2015). „4D nukleom: Důkazy pro dynamickou jadernou scénu založenou na společně sladěných aktivních a neaktivních jaderných oddílech“. FEBS Dopisy. 589 (20PartA): 2931–2943. doi:10.1016 / j.febslet.2015.05.037. ISSN  1873-3468. PMID  26028501. S2CID  10254118.
  13. ^ Cumpson, Peter; Fletcher, Ian; Sano, Naoko; Barlow, Anders (2016). „Rychlá vícerozměrná analýza 3D ToF-SIMSdata: jednotky grafických procesorů (GPU) a nízký nesoulad vzorkování pro rozsáhlou analýzu hlavních komponent“. Analýza povrchu a rozhraní. 48 (12): 1328. doi:10,1002 / sia.6042.
  14. ^ Reiser, Michael (2009). „Éra etomiky?“. Přírodní metody. 6 (6): 413–414. doi:10.1038 / nmeth0609-413. PMID  19478800. S2CID  5151763.
  15. ^ Kazantzidis, Ioannis; Florez-Revuelta, Francisco; Dequidt, Mickael; Hill, Nataša; Nebel, Jean-Christophe (2018). „Vide-omics: paradigma inspirované genomikou pro analýzu videa“. Počítačové vidění a porozumění obrazu. 166: 28–40. doi:10.1016 / j.cviu.2017.10.003.
  16. ^ „O M E S Page“. bioinfo.mbb.yale.edu.

Další čtení

externí odkazy

  • Omics.org Domovská stránka termínů a konceptů Omics. Pravděpodobně první vytvořená webová stránka omics.
  • Seznam omics, včetně referencí / původu. Udržuje (CHI) Cambridge Health Institute.