科學(xué)家搭建基因“鳥巢”

牧童

《自然—遺傳學(xué)》：科學(xué)家搭建基因“鳥巢”

新技術(shù)有望加速拆解基因間相互作用

作者：群芳 來源：科學(xué)時(shí)報(bào) 發(fā)布時(shí)間：2009-4-23 8:28:50
從指引干細(xì)胞的命運(yùn)到?jīng)Q定我們能長多高，人們體內(nèi)的基因作用于一個(gè)非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。而拆解這些相互作用則是一項(xiàng)艱苦而繁重的工作。如今，一個(gè)國際合作計(jì)劃開發(fā)出的一種更為有效的綜合處理方法有望加速這一研究進(jìn)程。

新的研究工作是由一家名為哺乳動(dòng)物基因組功能注釋（FANTOM）的國際聯(lián)盟實(shí)施的，該組織由日本橫濱市RIKEN Omics科學(xué)中心發(fā)起。由基因組科學(xué)家Yoshihide Hayashizaki領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)研制出了一項(xiàng)技術(shù)，用于計(jì)算一種基因被表達(dá)的頻率——在這一過程中，脫氧核糖核酸（DNA）被轉(zhuǎn)錄為核糖核酸（RNA），后者會(huì)依次編碼一種蛋白質(zhì)。而這些蛋白質(zhì)中的大部分都能夠影響其他基因的表達(dá)，進(jìn)而最終增加或減少所形成的蛋白質(zhì)的數(shù)量。在任何特定的時(shí)間，上百種基因會(huì)對其他基因的活性構(gòu)成影響。但這一過程是相當(dāng)復(fù)雜的。

通過用新的軟件對這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，F(xiàn)ANTOM研究小組梳理出了重要的角色以及它們之間的關(guān)系。這項(xiàng)研究的第一個(gè)目標(biāo)便是與THP-1細(xì)胞——在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中使用的一種人類白血病細(xì)胞系——的分化控制有關(guān)的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。研究小組在基因組中鑒別出29857個(gè)能夠?qū)Φ鞍踪|(zhì)調(diào)節(jié)作出響應(yīng)的區(qū)域，并在分化過程中追蹤了其中6例的活性水平。

最終的結(jié)果是一個(gè)鳥巢狀的調(diào)節(jié)路徑。這些路徑通常被認(rèn)為是分等級排列的，即在頂層的一個(gè)或少量“主基因”會(huì)形成一個(gè)影響的“小瀑布”，進(jìn)而向下層的基因蔓延。而FANTOM建立的模型則恰恰相反——調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)會(huì)促進(jìn)一種基因的表達(dá)，而在細(xì)胞到達(dá)一個(gè)新的平衡之前，另一種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)則會(huì)抑制該基因，一個(gè)反饋回路隨即產(chǎn)生。

并未參與FANTOM研究團(tuán)隊(duì)工作的瑞典斯德哥爾摩市Karolinska研究所的分子遺傳學(xué)家Juha Kere表示，這篇新的論文“是迄今為止對于一個(gè)細(xì)胞分化事件的最為完整的研究結(jié)果”。日本東京醫(yī)學(xué)與牙齒大學(xué)的生物信息學(xué)家Hiroshi Tanaka表示，對于網(wǎng)絡(luò)如何活動(dòng)的更為透徹的了解使得科學(xué)家能夠制造出新的細(xì)胞類型。

另外兩個(gè)與FANTOM合作的研究團(tuán)隊(duì)則將這一技術(shù)使用到不同的課題上。由Omics的生物學(xué)家Piero Carninci領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組聚焦于散布在基因組中的反轉(zhuǎn)位子如何影響RNA的形成。而由澳大利亞圣盧西亞市昆士蘭大學(xué)分子生物學(xué)家John Mattick率領(lǐng)的另一個(gè)研究小組則鑒別出了一類有關(guān)基因表達(dá)調(diào)節(jié)的新的短RNA，但是它們的功能尚未得到證實(shí)。

本周出版的《自然—遺傳學(xué)》雜志刊載了這3個(gè)研究小組的成果。

（群芳 譯自www.science.com，4月22日）
附件:

根據(jù)一項(xiàng)新技術(shù)繪制的有關(guān)基因相互作用及其如何影響.  [發(fā)布時(shí)間:2009-04-23 11:24:13]

gaolao

比較抽象!
現(xiàn)在才知道自己知識(shí)不夠!