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知菌知病——宏基因组精准健康的未来

"1、了解微生物研究的**进展 2、了解宏基因组学相关研究的设计原则和注意事项 3、了解微生物和健康的关系及其在公共卫生问题上的意义 4、了解基于宏基因组研究可能的新兴行业及其前景展望 "

作者:贾慧珏 著,贾慧珏 李莹 主译
   
定价:128
印次:1-1
ISBN:9787302675037
出版日期:2024.12.01
印刷日期:2024.12.11

人体共生微生物已被证实与多种复杂疾病有关,对共生菌群的研究,不仅可以规范个人健康管理,也能为公共卫生政策的制定提供指导。本书主要围绕人体共生微生物的致病机理,讲述从出生到衰老的各个阶段,人体各部位(肠道,口腔/呼吸道,皮肤及生殖道)的共生微生物如何随着环境、饮食、免疫反应等发生改变。书中介绍了微生物中包含了哪些对预测疾病风险有帮助的信息,讨论了随着高通量测序的成熟,微生物关联分析实验的设计原则,例如微生态,因果推断等。每章配有开放性的思考题,用来启发读者结合自身领域,思考宏基因组学潜在的应用场景。

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序 言 自人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)保质、保量、提前两年于2003年4月宣布完成既定计划以来,以基因组学为先导的“组学”(omics)已经有了新的、重大的进展,并且催生了很多新的学科,其中最为重要的新学科便是宏基因组学(metagenomics)。 宏基因组学(尽管中译词在学术方面仍有不同意见,另一中译是“微生物组群”)最为重要的意义是使我们第一次较为充分地意识到人类还有“另外一个基因组”(our other genome),这使我们对微生物世界以及整个生命与非生命世界的相互作用方面的理解上升到了一个新的高度。 宏基因组学的研究一般是指一个环境或自然(生态)的样本中的所有微生物物种的全基因组分析研究,这也在一定意义上丰富了我们对生物 “样本”的认识。当然,宏基因组也针对我们人体器官及体液中的所有微生物,包括细菌、病毒以及真菌,这些微生物组群存在于我们的胃肠道及所有其他组织/器官及体液之中,与食物消化、营养摄入、物质/能量代谢、废物排泄、疾病发生,以至于信号传导及基因调控网络息息相关。 自HGP完成以来,宏基因组学得到了国内外研究者的广泛关注,特别是中国科学家于2010年在《自然》杂志上发表第一张关于人类肠道微生物组群基因的综合目录,在癌症和其他疾病中都发现了很多关联微生物,可以说这是人类对自己了解的一小步,也是我们对体内以至于整个生命世界多样性的认识的一大步。 从技术方面来说,宏基因组学技术摒弃了传统上的微生物研究总是先分离、再培养至纯种鉴定,最后再测序进行分析的传统程序(即摸索培养条件并分别培养分离出每种微生物等烦琐步骤),而是对所研究的固体或液体样本直接“先测序后解序”,以了解样品所含的所有微生物的群体大小以及群体之间的各种互作关系。这一技术目前已经推广至人体以外的整个生态环境,例如运用宏基因组学技术对体外微生物(病原、病原宿主)的检测,在新冠肺炎疫情中已经做出了非常大的贡献。全球多个国家和地区已经利用宏基因组学技术在下水道等地区开展疫情防控,可以精准、及时地掌握一个居民小区乃至于一个小城的病毒流行及感染情况。 本书的作者多年来一直进行各种宏基因组学的研究。她和她的团队志在突破、勇于创新,并广泛参与国际合作,在这个领域很有建树。本书作者以其丰富的实践经验和扎实的文学功底,把一个新的学科、高深莫测的科学知识和新的学术名词以通俗易懂的语言来表述,这既可以帮助专业人士进一步学习该领域的科学知识和新近研究进展,也是对广大群众最好的科普。 我十分乐意为本书作序,并真诚希望此书能激励吾辈与晚辈对微生物组群的探索和更为深入的研究,并衷心希望作者和她的研究团队“百尺竿头,更进一步”,能够更好地应对全球人类群体层面的各种疾病防治及生物多样性的保护,敬畏生命,了解生命,探索自然规律而更好地造福人类。 杨焕明 中国科学院院士 中国医学科学院学部委员 发展中国家科学院(TWAS)成员 欧洲分子生物学组织(EMBO)成员 美国、德国及丹麦等国科学院的国际/外籍院士

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  • 李莹,重庆师范大学生物化学与分子生物学硕士,从事基因组学与宏基因组学科研项目管理工作十余年,作为致力于宏基因组学领域前沿技术开发与应用研究**团队的一员,多次撰写校对本领域研究材料,对如何向广泛的受众传达细致专业的基因组学知识有独道深刻的认知和理解。

  • "1、了解微生物研究的**进展
    2、了解宏基因组学相关研究的设计原则和注意事项
    3、了解微生物和健康的关系及其在公共卫生问题上的意义
    4、了解基于宏基因组研究可能的新兴行业及其前景展望"

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  • 目?录

    第1章 超有机体——微生物与宿主共生 1

    1.1 溯古追源——新技术带来的新发现 1

    1.2 人体内有多少微生物细胞? 8

    1.3 人体中的病毒微粒 14

    1.4 其他物种中的微生物组 15

    1.5 来自远古的微生物组 15

    1.6 总结 18

    第2章 微生物群落生态 21

    2.1 宏观生态学中的营养级 21

    2.2 微生物群落稳定性、多样性及丰富度 22

    2.3 皮肤微生物的几种不同生境 27

    2.4 影响口腔微生物的因素 29

    2.5 一个稳定的肠道菌群 32

    2.6 肠型和塞伦盖蒂法则 38

    2.7 总结 41

    第3章 宏基因组样本收集 55

    3.1 样本中非微生物的部分,会影响DNA提取和测序量 55

    3.2 对于粪便及生物量较低的宏基因组,要注意减少采样过程中

    每一步的污染 57

    3.3 采样后,防止微生物增殖的试剂 62

    3.4 对于宏基因组样本的DNA提取方法 63

    3.5 测序量 64

    3.6 分类和功能概况,以及绝对丰度 65

    3.7 宏基因组关联分析的样本量 66

    3.8 总结 69

    第4章 人体中的流行病学 79

    4.1 和新型冠状病毒疫情类比 79

    4.2 婴儿肠道共生菌的来源 81

    4.3 共生微生物的异位存续 82

    4.4 病灶部位菌群 82

    4.5 微生物组中的跨界相互作用 89

    4.6 其他显示微生物存在差异的组学数据 90

    4.7 总结 94

    第5章 演化中的微生物分类 102

    5.1 对于常规应用的固定参考集 102

    5.2 随着分类单元精度提升,数据变得稀疏...

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