「體學」（Omics）是生物學與醫學領域中，研究生物體內「某種類別分子之集合」的科學。它的核心精神是全面性與高通量，不再只單獨研究單一基因或蛋白質，而是透過現代技術（如次世代定序、質譜儀等）把整套分子「整套量起來」，藉此觀察生物體在疾病、藥物或環境刺激下，整體系統到底發生了什麼變化。
常見的體學領域包含以下四大核心：
1. 基因體學（Genomics）
- 研究對象：生物體內所有的 DNA（遺傳物質）。
- 目的：解碼完整的基因序列，探討遺傳變異與疾病的關係。
2. 轉錄體學（Transcriptomics）
- 研究對象：基因轉錄出的所有 RNA。
- 目的：了解哪些基因正在「活躍表現」或「被關閉」，反映細胞當下的狀態。
3. 蛋白質體學（Proteomics）
- 研究對象：生物體內所有的蛋白質。
- 目的：蛋白質是實際執行功能的分子。此學門研究蛋白質的結構、數量修飾及彼此間的交互作用，最常應用於疾病標記的開發。(Western Blot, WB)
4. 代謝體學（Metabolomics）
- 研究對象：新陳代謝所產生的所有小分子（如胺基酸、脂質等）。
- 目的：這是最貼近身體終端表現的體學。能在器官未受損前，提早偵測到身體微小的代謝失衡，常用於預防醫學與精準醫療。
其他
5. 表形體學（Phenomics）
- 研究對象：泛指對生物體「外表形態」與「整體性狀」的系統性與自動化科學研究。
- 目的：這項學門結合了基因體學、影像辨識與環境科學，旨在將生物特徵數據化，進而加速品種改良與醫學研究。
- 核心概念
- 表現型（Phenotype）：指生物體實際展現的可觀測性狀，例如身高、膚色、植物的株高、產量等，由「基因型」與「環境」共同決定。
- 表型體學（Phenomics）：相較於傳統僅依賴肉眼觀測與人工測量，表型體學利用先進的高通量技術與自動化設備，大規模且客觀地收集生物體的生長、發育、生化特徵數據。
- 應用領域
- 精準農業與作物育種：例如台灣的農業試驗所已建置自動化表型體分析平台，利用多光譜影像、3D雷射掃描等技術，快速篩選出具備耐旱、耐熱特性的優良作物。
- 醫學與基因研究：透過測量細胞與個體的表現型，探討基因突變或特定環境如何影響疾病發展與代謝活動。。
6. 脂質體學（Lipidomics）
- 研究對象：系統性大規模研究生物體內所有脂質分子（脂質組，Lipidome）及其交互作用的學科。
- 目的：它是繼基因體學、蛋白質體學之後的重要組學，核心技術依賴高靈敏度的「質譜分析」，能鑑定和定量細胞中數千種脂質（如磷脂質、固醇類、鞘脂等）的微小變化。
7. 醣體學（Glycomics）
- 研究對象：系統性研究生物體內所有「醣類分子」（醣體）結構、功能及其動態變化的科學。
- 目的：探討游離醣及與蛋白質、脂質結合的分子，在遺傳、生理與病理過程中的關鍵角色，是繼基因體學與蛋白質體學後，後基因體時代的生命科學核心領域。
8. 微生物體學（Microbiomics）
- 研究對象：分析動物宿主或器官(eg. 腸道或口腔)之微生物菌相或群落及其遺傳物質。
- 目的：這些微生物包含細菌、真菌與病毒等。此領域透過高通量定序與多體學技術，解構微生物間的交互作用及其對人體健康、疾病發展或生態系統的關鍵影響。。
9. 食品體學（Foodomics）
- 目的：利用基因體、蛋白質體及代謝體等高通量分析工具，全方位解析食品成分、加工過程對人體健康的影響，是推動精準營養與食品安全的核心關鍵。通常採用GCMS 和LCMS 進行分析。。
10. 調控體學（Regulomics）
- 研究對象：基因體中所有參與調控基因表現的DNA序列、RNA與蛋白質的總和。
- 10-1. 核心意涵：基因調控組
- 類似於基因體 (Genome) 或蛋白質體 (Proteome) 的概念，Regulome 指的是一個生物體內所有負責控制其他基因「何時打開、何時關閉」的調控網絡。它包含：
- 調控蛋白（轉錄因子等）
- 調控序列（啟動子、增強子等）
- 調控型非編碼RNA 等組成的系統
- 10-2. 專有名詞對照
- Regulon（調節子）：常見於原核生物（如細菌），指由同一個調節蛋白所控制、功能相關的一組操縱子或基因群。
- Regulator gene（調節基因）：編碼調控蛋白，用以控制其他基因表現的基因。
- Gene regulation（基因調控）：細胞增加或減少特定基因產物（蛋白質或RNA）生成的機制。
- 10-33. 常見應用：RegulomeDB 資料庫
- 在生物資訊學中，RegulomeDB 是一個知名的線上生物資料庫。它專門註解人類基因體中非編碼區域（non-coding regions）的調控元件，協助研究人員評估特定的基因突變（如單核苷酸多型性 SNPs）是否會影響基因的調控功能。
- 查詢功能：輸入 dbSNP ID 或染色體座標，即可取得調控特徵評分。
- 實用連結：前往 RegulomeDB 查詢人類基因體調控元件與變異。
為什麼「體學」這麼重要？
隨著技術發展，科學家開始結合多種體學資訊（稱為多體學 Multi-omics）來解讀複雜的生命現象。這種方法廣泛應用於精準醫療與新藥開發，幫助我們跳脫單一視角，從全面、系統性的數據中，找出疾病的根本原因，並針對個人體質制定客製化的治療方案。
Environmental Factors
(Diet • Drug • Microbiome • Lifestyle • Stress)
│
▼DNA
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ GENOMICS │
│ Genome / Variants / SNP / CNV / Mutation │
│ │
│ Methods │
│ • Whole Genome Sequencing (WGS) │
│ • Whole Exome Sequencing (WES) │
│ • NGS │
│ • PCR / qPCR │
│ • ddPCR │
│ • DNA methylation │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
│
▼
RNA
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ TRANSCRIPTOMICS │
│ mRNA • miRNA • lncRNA • circRNA │
│ │
│ Methods │
│ • RNA-Seq │
│ • Bulk RNAseq │
│ • Single-cell RNAseq (scRNA-seq) │
│ • Spatial Transcriptomics │
│ • RT-qPCR │
│ • Northern Blot │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
│
▼
Protein
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ PROTEOMICS │
│ Protein Expression / Modification │
│ │
│ Methods │
│ • Western Blot (WB) │
│ • ELISA │
│ • Flow Cytometry │
│ • Mass Spectrometry (LC-MS/MS) │
│ • Immunohistochemistry (IHC) │
│ • Immunofluorescence (IF) │
│ • CyTOF │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
│
▼
Metabolites
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ METABOLOMICS │
│ Small Molecules / Metabolic Pathway │
│ │
│ Methods │
│ • LC-MS │
│ • GC-MS │
│ • CE-MS │
│ • NMR │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
│
▼
Lipids
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ LIPIDOMICS │
│ │
│ Methods │
│ • LC-MS/MS │
│ • Shotgun Lipidomics │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
│
▼
Glycans
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ GLYCOMICS │
│ │
│ Methods │
│ • Glycan MS │
│ • Lectin Array │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
│
▼
Cell Function
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ PHENOTYPE │
│ Cell Function • Disease • Clinical Outcome │
│ │
│ Methods │
│ • Cell assay │
│ • Microscopy │
│ • Histology │
│ • Flow Cytometry │
│ • Imaging │
│ • Functional assay │
│ • Animal model │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
