研究法 │遺伝子導入 transgenesis│
 ←→ エピジェネティックス/遺伝子/タンパク/神経幹細胞/発生/細胞周期/顕微鏡/マウス 参考1

●遺伝子改変動物 genetically modified animal
●多能性幹細胞 pluripotent stem  ←→幹細胞/多能性
●遺伝子導入 transgenesis 参考1 ・ウイルスベクター ←→ベクター/抗ウイルス薬
・Supernova法 参考1
・エレクトロポレーション、電気穿孔法
・マイクロインジェクション microinjection 参考1
・パーティクル・ガン法 particle gunn
・トランスフェクション transfection
☆遺伝子組換え recombination、遺伝的組換え Genetic recombination

○Cre-loxPシステム ←→コンディショナルノックアウト/nestin
○Tet on/off システム Tetracycline-controlled transcriptional regulation systems  ←→Tet ファミリーとは無関係 参考1
○R26rマウス Rosa26 reporter mice ←→Fucci


◯ゲノム編集 genome editing ←→ゲノム/RNA編集
◯遺伝子サイレンシング gene silencing、ジーンサイレンシング
アンチセンス法 antisense method 参考1

解析方法           参考1/2
 →オプトジェネティクス/チャネルロドプシン2/アーキロドプシン3/ハロロドプシン/ケモジェネティクスDREADD

⭐︎遺伝子関連 ←→遺伝子関連酵素/遺伝子/タンパク質
○サブクローニング subcloning
○クローニング cloning ←→サブクローニング
⭐︎RNA関連 ←→RNA結合タンパク/RNA干渉/RNAポリメラーゼ/RNAscope
トランスクリプトーム transcriptome ←→マイクロアレイ/RNA-Seq/CAGE法 参考1
  • 細胞内における遺伝子転写産物(mRNA)全てを要素とする集合
  • ゲノム」に対し、細胞内の全転写産物(全RNA)を「トランスクリプトーム」と呼ぶ。
  • 転写を意味するTranscriptionとGenomeを組み合わせて作られた造語
  • ゲノムは原則として同一個体内のすべての細胞で同一だが、トランスクリプトームでは状況が異なり、同一の個体にあっても組織ごとに、あるいは細胞外からの影響に呼応して固有の構成をとる。
  • トランスクリプトームの大半はタンパク質の情報を持たないノンコーディングRNAであり、エピジェネティック制御やタンパク質合成制御、幹細胞性の制御など様々な機能に関わっている。
  • シークエンス解析によってDNA配列上で遺伝子と推定された部分について、細胞レベルでmRNA量を測定・解析し、生体細胞内における遺伝子の発現状況を網羅的に把握することを目的としている。
    トランスクリプトミクス transcriptomics
    • トランスクリプトームを扱う学問
    • トランスクリプトミクスは生命を司る物質流転(メタボローム)を探求する上で残された重要な分野である。
    シングルセルトランスクリプトーム解析、single cell transcriptomics:SCT ←→シングルセルRNAシーケンス
    • マイクロエマルジョンごとに cell を封じ込め、その中でそれぞれ固有の分子バーコードを付加してライブラリー化する。
    • 個々のcell 由来のトランスクリプトに固有のバーコードが付くので、解析結果として cell ごとのトランスクリプトーム情報が得られる。

メタボローム:metabolome
  • 生物実験サンプル内で見つかった低分子化学物質の総体を指す呼称
  • メタボロームはタンパク質、RNA、DNAそして様々な階層の概念を含む。それはまた経路ネットワークを形成する小さな連携(回路)から構成される。広い見地に立てばメタボローム研究の成果は、産業上の価値がある代謝産物を生産する代謝工学技術を確立するとも言える。
  • 生体内のメタボロームは一次代謝産物と二次代謝産物に分類することができる(特に植物もしくは微生物に言及する場合) 一次代謝産物は正常な成長、発達、複製に関わる。 二次代謝産物は直接 成長、発達、複製に関わることはないが生態学的に重要な機能を持つことがある(色素、抗生物質など)。
    メタボローム解析 metabolomic analysis = メタボロミクス metabolomics
    • メタボロミクスは分子生物学の一研究分野で、新陳代謝の実態および細胞、組織、器官、個体、種の各階層でそれぞれ微妙に異なる代謝経路の多様性の総体をバイオインフォマティクス的手法を基に研究する。
    • 現在では細胞の働きを包括的に理解しようとするとき、これまでにも盛んに研究が行われてきているDNA 配列の網羅的解析(ゲノム解析)やタンパク質の網羅的解析(プロテオーム解析)に加えて、代謝物質の網羅的解析(メタボローム解析)が重要であると言われている。生命のロバストネスにより、マイクロアレイ解析で変化が観察されても、表現型に最も近いメタボローム解析をしてみると変化が見られないこともあるからだ。
    ロバストネス、ロバスト性 robustness
    • ある系が応力や環境の変化といった外乱の影響によって変化することを阻止する内的な仕組み、または性質のこと。
    • 「頑強な」という意味の形容詞 "robust" が語源であり、他に頑強性、強靭性、堅牢性、強さ、などと呼称されることもある。
    • 生物学におけるロバストネス:進化については諸説あるが、生物は種の生存のために生育環境の変化に対応して形態・形質を変化させ対応してきた。これは、世代交代を利用したロバストネスの現れ方の一つである。個体レベルでみると、免疫系や恒常性(ホメオスタシス)がロバストネスの典型的な例である。

プロテオーム:proteome ←→プロテアソーム/トランスクリプトーム
  • ある細胞、組織に発現している全てのタンパク質の集合
  • 1994年にできた「ゲノム」と同じレベルで使用される造語
  • タンパク質を意味する protein と「全体」を意味する -ome から作られた。タンパク質とプロテオームの関係は、遺伝子(gene)に対するゲノム (genome)のそれと対比できる。
  • ゲノムがある生物の持つ全ての遺伝子のセットを表すのに対して、プロテオームはある生物が持つ全てのタンパク質のセット、またはある細胞がある瞬間に発現している全てのタンパク質のセットを意味する。
  • 一般にゲノムは同一生物種内では変化しないが、プロテオームは細胞の状態によって大きく変化する。遺伝子は情報であり、機能するためには発現する必要がある。タンパク質は遺伝子機能の多くを担っている分子であり、プロテオーム解析は生命現象を知る上で重要であると考えられている。
  • プロテオーム、トランスクリプトームは細胞や組織、そして時間毎にそのプロファイルが変化している。各種疾患モデル動物や、疾患細胞において、体系的かつ網羅的に遺伝子発現を解析することで、病態に特異的な遺伝子や分子の発現パターンを調べ、創薬におけるターゲット遺伝子やターゲット分子を同定することが可能となる。
  • ヒトゲノムに含まれる遺伝子数は2万〜2万5千個と推定される一方、ヒトのプロテオーム中のタンパク質総数は100万個以上と推定されている。
  • 5%のプロテオームには、翻訳後修飾を果たす酵素が200種以上含有されると推定されている。これらの酵素には、キナーゼホスファターゼトランスフェラーゼ、またはT4 DNAリガーゼ - 官能基、タンパク質、脂質または糖などを、アミノ酸側鎖へ追加あるいはアミノ酸側鎖から除去する;プロテアーゼ - ペプチド結合を切断し、特定配列または調節サブユニットを除去する。
  • プロテオーム解析を行うとともに、タンパク質の立体構造情報を活用すると、それら翻訳後修飾による多機能性が数多く示唆されるようになった。
    プロテオーム解析 proteomic analysis = プロテオミクス proteomics←→バイオインフォマティクス/ゲノミクス/トランスクリプトミクス/メタボロミクス
    • 構造と機能を対象としたタンパク質の大規模な研究のこと。
    • タンパク質は細胞の代謝経路の重要な構成要素として生物にとって必須の物質である。
    • 「プロテオミクス」という言葉は、遺伝子を網羅的に研究する「ゲノミクス」という言葉と、タンパク質を意味する英語「プロテイン」とを合わせて作られた造語である。
    • 多くのタンパク質は他のタンパク質と相互作用しており、プロテオミクス研究の目標の一つはこのタンパク質間相互作用を明らかにすることである。これは、新規に発見されたタンパク質の機能を推定する手がかりにもなる。これまでに多くの研究手法が考え出されてきた。
    • 伝統的な方法の一つには酵母を使ったTwo-hybrid法があり、新しく開発された方法にはマイクロアレイアフィニティークロマトグラフィー、質量分析法などがある。

翻訳後修飾 post-translational modification:PTMs

    メタゲノム解析
    • 「メタ」とは、「超越」を意味するメタ(meta-)に「ゲノム」を融合した造語であり、微生物群集を培養することなくそのままゲノムを精製して直接、シークエンスすることで網羅的に解析することをメタゲノム解析とよぶ。
    • ここでいう「網羅的」とは、サンプル中の微生物を単離したり培養することなくすべての細菌DNAを混合物として抽出し、菌株レベルではなくDNA集合体を網羅した状態で塩基配列を解読することである。その結果、培養法が不明で培養できない微生物のゲノム配列も得ることができ、バイオインフォマティクスに基づく解析で既知ではない細菌やその存在比率を推定することもできる。
    Weighted Gene Correlation Network Analysis:WGCNA
    • ゲノムワイドな遺伝子発現プロファイルを用いて、ある遺伝子と他の遺伝子の発現パターンの類似性を、すべての発現遺伝子の組み合わせについて評価し、発現パターンの類似性を基準として遺伝子間のネットワークを抽出する手法
    • 遺伝子発現量の相関を利用して、互いによく似た発現変動をする遺伝子同士のクラスターを発見する手法
    • 遺伝子同士の発現パターンの類似性に基づいて、類似性の高い遺伝子の集まりを数十個程度の「モジュール」に分類することができる。

    ⭐︎遺伝子関連酵素 ←→酵素

    ⭐︎培養細胞株 cell line、Cell strain


    ⭐︎培地 Culture medium 参考1


    ⭐︎多型 polymorphism 参考1


    ○遺伝子組み換え実験による物理的規制 参考1
    バイオセーフティーレベル biosafety level: BSL :細菌・ウイルスなどの微生物・病原体等を取り扱う実験室・施設の格付け

     [リスクグループ]
     [バイオセーフティーレベル biosafety level:BSL]



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