一、转录组学研究

随着人类基因组计划的完成，越来越多的生物体全基因组测序宣告完成。所以，接下来的研究主要集中在这些基因的功能是什么、不同的基因参与了哪些细胞内不同的生命过程、基因表达的调控、基因与基因产物之间的相互作用以及相同的基因在不同的细胞内或者疾病和治疗状态下的表达水平等，其中基因表达及其调控是此类研究的核心和基础。所谓基因表达，是指基因携带的遗传信息转变为可辨别的表型的整个过程，以DNA为模板合成RNA的转录过程是基因表达的第一步，也是基因表达调控的关键环节。因此，在人类基因组项目结束后，转录组的研究迅速受到科学家的青睐。转录组（Transcriptome）是指一个活细胞所能转录出来的所有mRNA。目前，转录组研究的重要方法就是利用DNA芯片技术检测有机体基因组中基因表达情况。而研究生物细胞中转录组的发生和变化规律的科学就称为转录组学（Transcripto-mics）。目前用于转录组数据获得和分析的方法主要有基于杂交技术的芯片技术包括cDNA芯片和寡聚核苷酸芯片，基于序列分析的基因表达系列分析（SAGE）和大规模平行信号测序系统（MPSS）。在中医药研究中，SAGE可获得完整转录组学图谱、发现新的基因及其功能、中药作用机制和通路等信息。MPSS能在短时间内检测细胞或组织内全部基因的表达情况。

1.基因芯片技术

基因芯片（Gene chip）通常指DNA芯片，其基本原理是将指大量寡核苷酸分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强弱进而判断样品中靶分子的数量。基因芯片的概念现已泛化到生物芯片（Biochip）、微阵列（Microarray）、DNA芯片（DNA chip），甚至蛋白芯片。基因芯片集成了探针固相原位合成技术、照相平板印刷技术、高分子合成技术、精密控制技术和激光共聚焦显微技术，使得合成、固定高密度的数以万计的探针分子以及对杂交信号进行实时、灵敏、准确的检测分析变得切实可行。基因芯片技术在分子生物学研究领域、医学临床检验领域、生物制药领域和环境医学领域显示出了强大的生命力，在国内外已形成研究与开发的热潮。它具有高通量、大规模、高度平行性、快速高效、高灵敏度、高度自动化等优点，是伴随人类基因组计划的实施而发展起来的前沿生物技术，已经快速应用到包括表达谱分析、新基因发现、基因突变及多态性基因表达谱分析、基因测序、miRNA、疾病诊断分类和预测、药靶发现、药物筛选、毒理、药理和药效等方面，为人类研究生命的起源、遗传、发育与进化；为人类疾病的预防、诊断、治疗开辟了全新的途径；为药物的设计开发、快速筛选、药物基因组学研究提供了优良的技术支撑平台。目前基因芯片技术已经广泛应用在中医药研究中，主要表现在证候、病机、藏象、经络、针灸研究以及中药的研制开发等方面。

2.芯片实验室

芯片实验室是生物芯片技术发展的最终目标，也是未来生物芯片的发展方向。芯片实验室是集样品制备、基因扩增、核酸标记及检测为一体的高度集成化的便携式生物分析系统，其最终目的是将生化分析全过程全部集成在一块芯片上完成，从而使现有的烦琐、费时、不连续、不精确和难以重复的生物分析过程实现自动化、连续化和微缩化。

3.基于序列分析的基因表达系列分析

基于序列分析的基因表达系列分析（SAGE）是近年来发展的以测序为基础的分析特定组织或细胞类型中基因群体表达状态的一项新兴技术。该技术显著特点是快速高效地、接近完整地获得基因组的表达信息，可以定量分析已知基因及未知基因表达情况。该技术在疾病组织、癌细胞等差异表达谱的研究中，可以帮助获得完整转录组学图谱，发现新的基因及其功能、作用机制和通路等信息，所以，在转录学研究中具有诱人的应用前景。

4.大规模平行信号测序系统

大规模平行信号测序系统（MPSS）是对SAGE的改进，它能在短时间内检测细胞或组织内全部基因的表达情况，是转录组研究的有效工具。