解鎖遺傳密碼:探索基因體學的前沿

作者: Himanshu Patni

2023年6月29日

解鎖遺傳密碼:探索基因體學的前沿

概述

基因體學是一個生物學的跨學科領域,專注於基因體的結構、功能、演化、繪圖和編輯。基因體是一個生物體的完整DNA集合,包括其所有基因以及其分層、三維結構配置。與遺傳學(指研究個別基因及其在遺傳中的作用)相比,基因體學旨在集體表徵和量化生物體的所有基因、它們的相互關係及其對生物體的影響。

基因可以在酶和信使分子的幫助下指導蛋白質的產生。反過來,蛋白質構成身體結構,例如器官和組織,以及控制化學反應並在細胞之間傳遞信號。

基因體學還涉及通過使用高通量DNA定序和生物資訊學來組裝和分析整個基因體的功能和結構,從而對基因體進行定序和分析。

基因體學 v/s 遺傳學

基因體學與遺傳學不同。遺傳學是對遺傳的研究,而基因體學被定義為對基因及其功能以及相關技術的研究。

基因體學和遺傳學之間的主要區別在於,遺傳學仔細檢查單個基因的功能和組成,而基因體學則針對所有基因,並且它們之間存在相互關係,以識別它們對生物體生長和發育的綜合影響。

基因體學之父:弗雷德里克·桑格 (Frederick Sanger) (1918–2013)

弗雷德里克·桑格 (Frederick Sanger) 是「基因體學之父」,是僅有的四位獲得兩項諾貝爾獎的科學家之一,也是唯一一位在化學領域獲得兩項諾貝爾獎的科學家。這兩項獎項都是因為他發明了確定生命生物積木順序的方法而獲得的。

基因體學的應用

基因體學:市場規模

預計到 2030 年,全球基因體學市場規模將達到約 962.5 億美元。2021 年全球基因體學市場規模估值為 279 億美元,預計在 2022 年至 2030 年的預測期內將以 20.9% 的複合年增長率增長。

由於 COVID-19 基因檢測解決方案開發競爭的加劇,該市場在 2020 年見證了多種產品的推出。例如,2020 年 12 月,ThermoFisher 推出了 Applied Biosystems TaqCheck SARS-CoV-2 Fast PCR Assay——一種新的基於唾液的 PCR 檢測方法,用於檢測 COVID-19 感染。同樣,在 2020 年 6 月,Cepheid 宣布開發 Xpert Xpress SARS-CoV-2/Flu/RSV 四合一檢測,該檢測可以從單個樣本中檢測這四種病原體。該測試可以在 Cepheid 的 GeneXpert 系統上運行。

基因體學:驅動因素

  • 政府資助的基因體計畫數量不斷增加,有助於推動增長:促進市場增長的一個重要因素是政府資助的基因體計畫數量不斷增加。基因體研究是一種重要的工具,可以幫助開發有效的療法;這是許多政府組織投資基因體計畫的主要原因。例如,英格蘭基因體公司與 NHS 合作啟動了基因體醫學服務,該服務將全基因體定序納入常規醫療護理
  • 新產品和創新服務有利於基因體定序的採用:由於 NGS 技術的引入,個人化藥物的轉變和定序成本的降低產生了多種新產品和服務。隨著新參與者進入市場,市場的競爭力逐漸增強,因此公司正在推出先進的產品和服務以鞏固其地位

基因體學的類型

人們正在研究和試驗基因體學,以實現許多不同的目的。以下是不同類型基因體學的範例:

  • 結構基因體學:旨在確定基因體編碼的每種蛋白質的結構
  • 功能基因體學:旨在收集和使用來自定序的數據來描述基因和蛋白質功能
  • 比較基因體學:旨在比較不同物種之間的基因體特徵
  • 突變基因體學:研究一個人 DNA 或基因體中發生的突變方面的基因體

結論

總之,遺傳學是指對個別基因及其在遺傳中的作用的研究,基因體學旨在集體表徵和量化生物體的所有基因、它們的相互關係及其對生物體的影響。基因體學和遺傳學之間的主要區別在於,遺傳學仔細檢查單個基因的功能和組成,而基因體學則針對所有基因,並且它們之間存在相互關係,以便識別它們對生物體生長和發育的綜合影響。由於 COVID-19 基因檢測解決方案開發競爭的加劇,該市場在 2020 年見證了多種產品的推出。

作者:Dipanshi Singh

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