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生物信息學(供8年制及5+3一體化臨床醫學等專業用第3版全國高等學校教材)

  • 作者：編者:李霞|責編:肖宛凝
  • 出版社：人民衛生
  • ISBN：9787117362511
  • 出版日期：2024/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：506
人民幣：RMB 142 元      售價：元
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內容大鋼
    本教材共分為三篇十六章。本教材以生物信息學的理論方法為基礎，突出生物信息學在生物醫學組學大數據下的實際應用，同時有適當的精準醫學知識的拓展。本教材注重理論聯繫實際，做到體系簡潔，結構合理，力求滿足應用型人才培養的需求。
作者介紹
編者:李霞|責編:肖宛凝
    李霞，博士、教授、博士研究生導師，哈爾濱醫科大學生物信息科學與技術學院院長，龍江學者特聘教授，北京「百千萬人才工程」入選者，享受國務院特殊津貼。從事生物信息學、計算系統生物學等本科、研究生教學工作30余年，主持創建的我國領先生物信息學人才培養和教育教學體系成為全國生物信息學教育模板，培養了大批既具有紮實生物醫藥知識，又具有很強理工科學思維和實踐能力的現代緊缺人才，為推動我國生物醫學教育和科技發展做出了突出貢獻，先後獲得黑龍江省教學名師、優秀中青年專家、優秀科技工作者、優秀共產黨員等榮譽稱號。     李霞教授是我國重大疾病生物信息學與計算系統生物學研究的開創者之一，在複雜疾病治療靶標與風險標誌物篩選、重大疾病通路重構與子網識別、非編碼基因(RNA)介導的疾病發生機理研究、新一代測序技術與複雜疾病分析、面向轉化醫學的重大疾病分析平台構建等領域做出了開創性的研究工作，科研成果處於國內前列。主持國家863課題、973課題、國家自然科學基金重大研究計劃等國家級課題15項，於國際著名學術期刊發表高水平SCI論文130余篇，榮獲中華醫學科技獎、黑龍江省政府科技獎、中國女醫師協會基礎醫學科技獎等科研獎勵20余項。
目錄
緒論
  第一節  生物信息學的發展歷程
  第二節  生物信息學的研究方法及應用
    一、生物信息學研究方法
    二、生物信息學在生命科學中的應用
  第三節  大數據與大健康時代的生物信息學
    一、多組學大數據的產生與生物信息學
    二、大數據和精準醫學時代的生物信息學
    三、面向大健康時代的生物信息學
第一篇  生物信息學基礎
  第一章  生物序列資源
    第一節  引言
    第二節  NCBI資料庫與數據資源
      一、NCBI資料庫資源概述
      二、NCBI中的重要基礎資料庫介紹
    第三節  UCSC基因組瀏覽器與數據資源
      一、UCSC概述
      二、UCSC基因組瀏覽器
      三、UCSC中的數據資源和常用工具
    第四節  ENSEMBL數據資源和工具
      一、ENSEMBL資料庫概況
      二、ENSEMBL參考基因組資源
    第五節  重要的生物醫學資料庫
      一、千人基因組數據資源
      二、ENCODE資料庫與數據資源
      三、TCGA泛癌資料庫與數據資源
  第二章  序列比對
    第一節  引言
      一、序列比對的作用
      二、同源、相似與距離
      三、替換計分矩陣
      四、實現比對的基本演算法：動態規劃法
    第二節  全局比對與局部比對
      一、雙序列全局比對與Needleman-Wunsch演算法
      二、雙序列局部比對與Smith-Waterman演算法
      三、多序列比對原理
      四、比對的統計顯著性
    第三節  改進時間與空間效率的比對方法
      一、雙序列比對
      二、多序列比對
      三、PRANK 比對
    第四節  資料庫搜索
      一、經典BLAST
      二、衍生BLAST
      三、BLAT
      四、資料庫搜索統計顯著性
    第五節  RNA序列比對
      一、Sankoff演算法
      二、基於Sankoff演算法的簡化比對軟體
    第六節  RNA序列搜索

      一、RNA序列資料庫
      二、Infernal軟體
    第七節  特殊類型比對簡介
      一、Glocal比對
      二、全基因組雙序列比對
      三、全基因組多序列比對
      四、比對測序的reads到基因組
  第三章  序列特徵分析
    第一節  引言
    第二節  DNA序列特徵分析
      一、DNA序列的基本信息
      二、DNA序列的特徵信息
      三、基因組結構註釋分析
    第三節  蛋白質序列特徵分析
      一、蛋白質序列的基本信息分析
      二、蛋白質序列的特徵信息分析
      三、蛋白質序列的功能信息分析
    第四節  RNA序列與結構特徵分析
      一、RNA的序列特徵
      二、RNA的結構特徵
      三、RNA二級結構預測方法
      四、RNA結構預測的在線資源與軟體
  第四章  分子進化分析
    第一節  引言
    第二節  系統發生分析與重建
      一、核?酸置換模型及氨基酸置換模型
      二、系統發生樹的基本概念及搜索方法
      三、分子鍾假說
    第三節  核?酸和蛋白質的適應性進化
      一、中性與近中性理論
      二、微觀適應性進化的檢驗方法
      三、宏觀適應性進化的檢驗方法
      四、適應性進化基因
    第四節  分子進化與生物信息學
      一、基因組進化概述
      二、病毒基因組進化
      三、原核生物基因組比較
      四、蛋白質互作網路進化
      五、代謝網路進化分析
      六、腫瘤細胞微進化
    第五節  應用實例：慢性淋巴細胞白血病突變進化研究
第二篇  功能基因組信息學
  第五章  新一代測序技術
    第一節  引言
    第二節  新一代測序技術概述
      一、新一代測序技術基本概念
      二、新一代測序技術常見測序儀及工作流程
      三、新一代測序數據存儲、處理與分析
      四、新一代測序短片段比對
    第三節  DNA測序技術及應用

      一、全基因組測序與外顯子組測序
      二、DNA測序數據分析方法
      三、DNA測序應用
    第四節  RNA測序技術與數據分析
      一、RNA測序技術流程
      二、RNA-seq數據分析
      三、RNA-seq的應用
    第五節  ChIP-seq技術與應用
      一、ChIP-seq技術原理
      二、ChIP-seq數據的處理方法
      三、ChIP-seq技術應用
    第六節  單細胞測序技術與應用
      一、單細胞測序技術流程
      二、單細胞測序數據分析
      三、單細胞測序資料庫
      四、單細胞測序技術應用
    第七節  宏基因組測序及分析技術
      一、宏基因組概述
      二、獲取微生物基因組的策略和方法
      三、宏基因組拼接質量評估
      四、宏基因組研究的常用工具
  第六章  轉錄組數據分析
    第一節  引言
      一、概述
      二、基因表達測定原理
      三、基因表達測定的應用
    第二節  基因表達測定平台與資料庫
      一、基因表達測定平台介紹
      二、Microarray技術與RNA-seq技術的比較
      三、基因表達資料庫
    第三節  數據預處理與差異表達分析
      一、基因晶元與RNA-seq數據預處理
      二、差異表達分析基本原理與方法
      三、差異表達分析應用
    第四節  聚類分析與分類分析
      一、聚類分析中的距離（相似性）尺度函數
      二、聚類分析中的聚類演算法
      三、分類分析
      四、分類模型的分類效能評價
    第五節  基因表達譜數據分析軟體
      一、基因表達譜數據分析軟體簡介
      二、R 語言和Bioconductor
      三、差異表達分析軟體
      四、聚類分析軟體介紹
  第七章  轉錄調控的信息學分析
    第一節  引言
    第二節  轉錄因子結合模體分析
      一、轉錄因子結合模體表示方法
      二、轉錄因子結合模體資料庫資源
      三、基於已知模體的轉錄因子結合位點預測

      四、轉錄因子結合模體從頭髮現
    第三節  轉錄因子ChIP-seq數據分析
      一、轉錄因子ChIP-seq技術原理及資料庫
      二、轉錄因子ChIP-seq數據質量控制
      三、轉錄因子ChIP-seq數據分析要點
  第八章  表觀遺傳組數據分析
    第一節  引言
    第二節  DNA甲基化組學數據分析
      一、DNA甲基化修飾概述
      二、DNA甲基化組學數據類型
      三、WGBS數據分析要點及工具
    第三節  組蛋白修飾組學數據分析
      一、組蛋白修飾概述
      二、組蛋白修飾組學數據類型
      三、組蛋白修飾ChIP-seq數據分析要點及工具
    第四節  染色質可及性組學數據分析
      一、染色質可及性概述
      二、染色質可及性組學數據類型
    第五節  三維基因組學數據分析
      一、三維基因組概述
      二、三維基因組學數據類型
      三、三維基因組學數據分析要點及工具
  第九章  蛋白質組與蛋白質結構分析
    第一節  引言
    第二節  蛋白質組鑒定
      一、蛋白質、氨基酸和?段
      二、分離技術
      三、?段?解
      四、質譜分析技術
      五、基於質譜數據的蛋白質鑒定
    第三節  表達蛋白質組學
      一、基於圖像的蛋白質組定量分析技術
      二、基於標記的蛋白質組定量分析技術
    第四節  結構蛋白質組學
      一、蛋白質結構與功能概述
      二、蛋白質結構和結構分類資料庫
      三、蛋白質二級結構預測方法
      四、蛋白質三級結構預測方法
    第五節  功能蛋白質組學
      一、蛋白質相互作用組學
      二、修飾蛋白質組學
      三、蛋白基因組學
  第十章  生物分子網路分析
    第一節  引言
    第二節  生物網路與通路概述
      一、網路與通路的基本概念
      二、生物網路與通路類型
      三、生物網路與通路數據資源
    第三節  生物網路分析
      一、網路的拓撲屬性

      二、無標度網路
      三、生物網路的模塊與模序
      四、生物網路的動態性
      五、生物網路分析軟體
    第四節  生物網路的重構和應用
      一、生物網路重構的一般方法
      二、基因表達與調控網路的重構和應用
      三、轉錄調控網路的重構和應用
      四、蛋白質互作網路的重構和應用
      五、代謝網路重構和應用
      六、信號轉導網路的重構和應用
  第十一章  基因註釋與功能分析
    第一節  引言
    第二節  基因註釋資料庫
      一、基因本體論資料庫
      二、KEGG通路資料庫
    第三節  基因集富集分析
      一、富集分析演算法
      二、常用富集分析軟體
      三、富集分析應用實例
    第四節  基因功能預測
      一、基因功能預測演算法
      二、常用基因功能預測軟體
  第十二章  分子生物通路數據分析
    第一節  引言
    第二節  分子生物通路資料庫
      一、KEGG通路資料庫
      二、Reactome資料庫
      三、PathBank資料庫
      四、其他數據資源
    第三節  分子生物通路分析軟體
      一、生物通路富集分析演算法原理
      二、clusterProfiler實現通路富集分析
      三、DAVID實現通路富集分析
      四、GSEA實現通路富集分析
    第四節  分子生物通路網路可視化軟體
      一、KEGG Mapper
      二、Pathview
      三、PathVisio
      四、PathwayMapper
第三篇  生物信息學與人類複雜疾病
  第十三章  疾病基因組分析原理與方法
    第一節  引言
    第二節  孟德爾疾病致病基因的外顯子組測序研究
      一、孟德爾疾病的基因組特徵
      二、研究設計與基本流程
      三、變異位點檢測
      四、致病突變連鎖分析
      五、位點註釋和過濾優選分析
      六、非同義突變有害性評估與分析結果解讀

      七、分析軟體和工具
    第三節  複雜疾病易感基因的全基因組關聯研究
      一、複雜疾病的基因組特徵
      二、基本概念與原理
      三、常見變異分析原理與方法
      四、罕見變異分析原理與方法
      五、非編碼位點表達調控功能評估
      六、分析軟體和工具
    第四節  腫瘤驅動基因的體細胞突變分析
      一、腫瘤的基因組特徵
      二、研究設計與原理
      三、腫瘤驅動突變預測
      四、腫瘤驅動基因統計檢測
      五、分析軟體和工具
    第五節  疾病基因組相關的公共資源庫
      一、孟德爾遺傳疾病致病突變資料庫
      二、複雜疾病關聯位點資料庫
      三、腫瘤體細胞突變資料庫
  第十四章  非編碼RNA與複雜疾病
    第一節  引言
    第二節  非編碼RNA與其靶基因
      一、ncRNA類別及調控機制
      二、基於測序數據識別新的ncRNA
      三、ncRNA靶基因的系統識別和功能預測
      四、ncRNA相關數據資源
    第三節  非編碼RNA表達異常與重大疾病
      一、疾病相關ncRNA的識別
      二、差異表達ncRNA與複雜疾病
      三、異常表達ncRNA具有疾病標記物潛能
      四、非編碼RNA異常表達的調控機制剖析
    第四節  非編碼RNA調控異常與複雜疾病
      一、計算識別複雜疾病中ncRNA參與的調控關係
      二、複雜疾病中ncRNA參與的ceRNA調控關係
      三、複雜疾病中多態干擾ncRNA參與的調控關係
      四、ncRNA介導轉錄與轉錄后調控機制
      五、ncRNA間的協同調控機制
    第五節  複雜疾病非編碼RNA的計算識別
  第十五章  藥物生物信息學
    第一節  引言
    第二節  藥物靶標的信息學識別
      一、藥物靶標概述
      二、藥物靶標數據資源
      三、藥物靶標識別的信息學技術
      四、小分子藥物的性質及其虛擬篩選
    第三節  藥物基因組學及其臨床研究策略
      一、藥物基因組學的概念和研究目的
      二、藥物基因組生物標誌物的發現與驗證
      三、藥物基因組與新葯開發
    第四節  藥物基因組相關生物信息資源
      一、藥物基因組資料庫

      二、生物晶元與藥物基因組學研究
    第五節  基於藥物基因組的個體化藥物治療
      一、腫瘤靶向藥物的個體化治療
      二、基於藥物基因組的藥物不良反應預測
      三、基於藥物基因組的用藥劑量預測
  第十六章  生物信息學與精準醫學
    第一節  引言
    第二節  生物信息學與醫學信息學融合
      一、生物信息學與醫學信息學的差異
      二、生物信息與醫學信息的融合
      三、疾病相關深度表型挖掘與精準醫學
    第三節  生物信息學與生物醫學大數據
      一、第四科學研究範式與數據驅動生物醫學
      二、多組學、跨尺度數據與數字醫學
      三、生物醫學數據共享與隱私
    第四節  生物信息學與轉化醫學、精準醫學
      一、P4醫學、精準醫學與轉化信息學
      二、基因組醫學信息學與系統醫學建模
      三、智能健康管理與生物信息學
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