按照由小到大的顺序来排列组学DNA层 → 调控层 → RNA层 → 蛋白层 → 代谢层 → 细胞层 → 组织/器官层 → 个体层 → 环境/群落层顺序类别组学简单理解1DNA 层基因组、外显子组、变异组、泛基因组基因序列和突变2调控层表观组、染色质开放组、三维基因组基因怎么被打开或关闭3RNA 层转录组、非编码 RNA 组、剪接组哪些基因正在表达4蛋白层蛋白组、磷酸化蛋白组、糖基化蛋白组、互作组真正执行功能的分子5代谢层代谢组、脂质组、糖组代谢状态和小分子变化6细胞层单细胞基因组、单细胞表观组、单细胞转录组、单细胞蛋白组、单细胞多组学单个细胞的分子状态7组织 / 器官层空间转录组、空间表观组、空间蛋白组、空间代谢组、病理组、器官影像组分子和细胞在组织中的空间分布8个体层表型组、临床组、影像组、生理组、行为组个体表现出来的疾病、指标和性状9环境 / 群落层微生物组、宏基因组、宏转录组、宏蛋白组、宏代谢组、暴露组微生物群落和外部环境影响比较常见、常用的组学解释和例子顺序类别组学是什么例子1DNA层基因组一个个体或物种的全部 DNA 序列全基因组测序、SNP、Indel、结构变异2DNA层外显子组基因中编码蛋白的 DNA 区域外显子突变、致病突变筛查3DNA层变异组个体或群体中遗传变异的集合SNP、CNV、SV、插入缺失4DNA层泛基因组一个物种/群体中多个个体基因组的全集假设研究 100 个水稻品种每个品种都有自己的基因组把这 100 个品种的所有基因合起来就是水稻泛基因组。核心基因、可变基因、特异基因5调控层表观组不改变 DNA 序列但调控基因表达的信息同一个人的肝细胞和神经细胞DNA 序列基本一样。但它们功能完全不同是因为基因组相同表观组不同。因为表观组决定了哪些基因被打开、哪些基因被关闭、表达强弱如何。DNA 甲基化、组蛋白修饰6调控层染色质开放组哪些 DNA 区域处于开放状态ATAC-seq、DNase-seq7调控层三维基因组DNA 在细胞核中的空间结构Hi-C、增强子-启动子互作8RNA层转录组样本中所有 RNA 的表达情况mRNA 表达量、RNA-seq9RNA层非编码 RNA 组不编码蛋白但有调控作用的 RNAmiRNA、lncRNA、circRNA10RNA层剪接组RNA 的不同剪接形式可变剪接、外显子跳跃、转录本异构体11蛋白层蛋白组样本中所有蛋白质的集合蛋白表达量、质谱检测蛋白12蛋白层磷酸化蛋白组蛋白磷酸化修饰情况激酶通路、MAPK/AKT 信号13蛋白层糖基化蛋白组蛋白上的糖基化修饰N-糖基化、O-糖基化14蛋白层互作组蛋白与蛋白之间的相互作用PPI 网络、免疫共沉淀15代谢层代谢组样本中小分子代谢物的集合葡萄糖、乳酸、氨基酸、有机酸16代谢层脂质组脂类分子的集合脂肪酸、磷脂、胆固醇、甘油三酯17代谢层糖组糖链和糖类修饰的集合糖链结构、糖蛋白糖基化18细胞层单细胞转录组单个细胞水平的 RNA 表达scRNA-seq、细胞亚群识别19细胞层单细胞表观组单个细胞水平的表观调控状态scATAC-seq、单细胞甲基化20细胞层单细胞多组学同一个细胞中整合多种组学RNA ATAC、RNA 蛋白21组织/器官层空间转录组基因表达在组织中的空间分布组织切片上的基因表达图谱22组织/器官层空间蛋白组蛋白在组织中的空间分布免疫荧光、多重免疫组化23组织/器官层病理组从病理切片中提取疾病相关特征HE 染色、肿瘤区域、细胞形态24组织/器官层器官影像组器官水平的影像特征CT、MRI、PET 影像特征25个体层表型组个体表现出来的性状和疾病状态身高、体重、血压、疾病、症状26个体层临床组临床诊疗相关数据血常规、生化指标、诊断、用药、预后27个体层影像组个体医学影像数据CT、MRI、X光、超声28个体层行为组行为和生活方式数据睡眠、运动、饮食、吸烟、饮酒29环境/群落层微生物组人体或环境中的微生物群落肠道菌群、口腔菌群、皮肤菌群30环境/群落层宏基因组一个样本中所有微生物 DNA 的总和肠道微生物 DNA 测序31环境/群落层宏转录组微生物群落中正在表达的 RNA微生物 RNA-seq、功能活跃菌群32环境/群落层宏蛋白组微生物群落产生的蛋白质微生物酶、毒力蛋白、代谢相关蛋白33环境/群落层宏代谢组微生物群落相关代谢物短链脂肪酸、胆汁酸、吲哚类代谢物34环境/群落层暴露组个体接触到的外部环境因素饮食、污染物、药物、PM2.5、生活方式