做分子、做细胞、做生信的人,绕不开一个网站:NCBI。
很多人对它的印象停留在「搜文献的地方」,或者「导师让我上去查一下这个基因」。打开首页,一堆密密麻麻的英文入口,看两秒就退出去了。
其实它比你想得好用得多。这篇就把它拆开讲清楚,看完就能上手。

图 1|NCBI 官网首页(www.ncbi.nlm.nih.gov)
一、NCBI 是什么
全称 National Center for Biotechnology Information,美国国家生物技术信息中心,1988 年成立,隶属于美国国立卫生研究院(NIH)下面的国立医学图书馆(NLM)。
它干的事情就一件:把全球的生物信息学数据收集起来、存好、处理好,然后免费开放给所有人查。基因序列、蛋白序列、转录组、代谢组,还有海量文献,服务对象覆盖生物学、计算机科学、统计学等多个领域。

图 2|NCBI 机构信息与官网入口
它的能力大致分四块
· 数据存储:全球多个物种的基因组、转录组、蛋白序列,以及大量生物学文献和物种信息。
· 数据检索:浏览器打开 www.ncbi.nlm.nih.gov,搜索栏里输关键词或研究主题,快速拿结果。
· 数据分析:提供多种在线工具,最有名的就是 BLAST,用于比较生物序列相似性,辅助基因功能预测和进化分析。
· 数据共享:与其他生物信息学数据库保持紧密联系和合作,不用你一个个网站跑。

图 3|NCBI 资源列表
二、四个最常用的库,先记住名字
· GenBank:公开的核酸序列数据库,包含所有已知的核苷酸序列,以及相关的文献著作和生物学注释。
· PubMed:医学文献数据库,提供生物医学方面的论文,支持主题词、关键词、期刊等多种检索途径,并有识别相关术语和词汇的自动转换功能。
· Protein:蛋白质序列数据库,可以搜索特定蛋白,了解其结构、功能、相互作用等信息。
· BLAST:Basic Local Alignment Search Tool,局部相似性基本查询工具,用于比较生物序列的相似性,是 NCBI 最广为人知的分析工具。

图 4|常用资源入口(核苷酸序列、蛋白结构、基因表达、基因图谱、文献检索、序列分析)
三、第一步,怎么搜一个基因
以 TNF 为例。
最直接的办法,在搜索框左边的下拉菜单里选 Gene 或者 Protein,然后输入基因名或者 ID。

图 5|在搜索选项中选择 Gene 或 Protein

图 6|输入基因名 TNF 进行搜索
如果懒得选,下拉菜单保持 All Databases,直接输名字,搜完在结果页里再点 Gene 或 Protein,或者其他需要的数据,效果一样。

图 7|以基因为例的搜索结果
还有一个更快的写法:想查人的 TNF,直接在框里输 Homo sapiens TNF,物种和基因名一起给,省得在结果里翻。

图 8|输入「Homo sapiens TNF」直接限定物种查询
四、第二步,基因详情页怎么看
点进基因详情,默认所有子菜单都是展开的,一屏一屏往下拉,信息量很大。选择自己需要查看的内容细看即可。把下拉菜单收起来,能看到整体框架。

图 9|基因详情界面(子菜单全部展开)

图 10|收起菜单后的板块目录
Summary
基因的官方名称、种属、别称和基本功能。进来看的第一块。

图 11|Summary 板块
Genomic context
显示目的基因在染色体上的位置,以及有关基因主要序列位置的信息,顺便能看到上下游的邻居基因。想看详细结果,可以通过 Genome Data View 来查看。

图 12|Genomic context 板块


图 14|点击FASTA后界面

图 15|点击genbank后界面

图 16|

图 17|Sequence Text View 界面
这里的颜色是有讲究的
· 蓝色:标记 5'UTR 或 3'UTR 序列。
· 红色:标记外显子。因为外显子要翻译成氨基酸,所以下面会给出对应的氨基酸序列。
· 绿色:标记内含子。内含子不翻译,所以下面没有氨基酸序列。
若没有显示完整的 5'UTR 或 3'UTR,可以点左上角的 Prev page 或 Next page 翻页。
Expression
显示目的基因在多个组织中的表达情况。

图 18|Expression 板块
Bibliography
PubMed 中收录的目的基因相关文献,其中有关目的基因功能的研究论文,单独列在 GeneRIFs 版块。找功能线索优先看这块。

图 19|Bibliography 板块

图 20|NCBI Reference Sequences (RefSeq)

图 21|NCBI Reference Sequences (RefSeq)

图 22|蛋白详情界面与 3D 结构
(未完待续,下篇讲解 NCBI 的标志性功能和最常用工具之一——BLAST)

