近日由加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際科學(xué)家小組利用一種稱為“差別異位顯性圖”（ differential epistasis maps）的新技術(shù)第一次記錄了在對(duì)DNA損傷劑產(chǎn)生應(yīng)激時(shí)細(xì)胞遺傳網(wǎng)絡(luò)自身連通的機(jī)制。研究論文發(fā)表在12月3日的《科學(xué)》（Science）雜志上。新研究發(fā)現(xiàn)代表著一個(gè)重大的技術(shù)飛躍，標(biāo)志科研人員從對(duì)生物基因的簡(jiǎn)單編譯進(jìn)入到研究基因共同作用機(jī)制的新時(shí)代。

   “細(xì)胞的行為是動(dòng)態(tài)的，然而目前僅在正常的良性試驗(yàn)條件下對(duì)支配這些行為的遺傳網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展了研究，”加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)系主任、醫(yī)學(xué)及生物工程學(xué)教授Trey Ideker博士說(shuō)：“這項(xiàng)研究工作預(yù)示著下一個(gè)里程碑。它表明我們可以通過(guò)揭示應(yīng)對(duì)刺激時(shí)細(xì)胞內(nèi)遺傳網(wǎng)絡(luò)的重編程機(jī)制，找到它們之間功能關(guān)系，這是用當(dāng)前其他的檢測(cè)方法無(wú)法取代實(shí)現(xiàn)的。”Ideker還是加州大學(xué)圣地亞哥分校國(guó)家網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)資源中心（National Resource for Network Biology）的首席調(diào)查員

    打個(gè)比喻這就像相片與視頻之間存在的信息值差異。在照片中細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)被局限在一個(gè)單一的捕獲瞬間，而無(wú)法確定之前或之后發(fā)生的事情。 反之，在視頻中整個(gè)事件的順序包括動(dòng)態(tài)過(guò)程、反應(yīng)、相互作用的關(guān)系都能被記錄下來(lái)，進(jìn)行鑒別和研究。

    “這是第一次開(kāi)展此類的研究，”共同作者、加州大學(xué)舊金山分校的細(xì)胞和分子藥理學(xué)副教授Nevan Krogan說(shuō)。

    異位顯性指的是基因間的相互作用以及相互抑制、擴(kuò)大或改變功能的機(jī)制。為了構(gòu)建差別異位顯性圖，研究人員在一個(gè)酵母細(xì)胞中對(duì)支配信號(hào)途徑的大約400個(gè)基因進(jìn)行了研究。進(jìn)而他們建立了8萬(wàn)個(gè)雙突變的細(xì)胞系，每個(gè)細(xì)胞系均攜帶了不同的一對(duì)基因突變。當(dāng)雙突變細(xì)胞比預(yù)期生長(zhǎng)減慢或加快時(shí)，研究人員就認(rèn)定這些突變基因發(fā)生了相互作用。

    為了構(gòu)建差別圖研究人員將細(xì)胞暴露在DNA損傷化合物中并研究了前后的相互作用，進(jìn)而研究人員將這兩種網(wǎng)絡(luò)除去以揭示存在的差異。研究人員發(fā)現(xiàn)在處理組發(fā)現(xiàn)的相互作用大部分在對(duì)照組中并不存在。話句話說(shuō)，通過(guò)DNA損傷遺傳網(wǎng)絡(luò)已被完全重編程。

    “隨著研究人員不斷地在測(cè)繪這些網(wǎng)絡(luò)中取得進(jìn)展，他們發(fā)現(xiàn)了一些既有啟發(fā)性但又令人沮喪的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，”Ideker說(shuō)：“科學(xué)家們本來(lái)希望細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)不會(huì)隨不同條件或細(xì)胞發(fā)生改變，然而研究結(jié)果表明他們面臨著很大的挑戰(zhàn)和復(fù)雜的狀況。”

    “我們期待將這種方法應(yīng)用到哺乳動(dòng)物系統(tǒng)，并最終應(yīng)用到人類細(xì)胞。然而我們現(xiàn)在正面臨著一個(gè)極大的挑戰(zhàn)：選擇性地控制細(xì)胞的遺傳組成、基因冗余、轉(zhuǎn)錄因子和其他的分子將使我們獲得更先進(jìn)的系統(tǒng)，然而也使得我們的研究變得更為復(fù)雜，”該研究的資助機(jī)構(gòu)國(guó)立環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所（National Institute of Environmental Health Sciences）的項(xiàng)目官員 David Balshaw說(shuō)。

    Ideker表示：“我們還有大量的工作要做。人類基因組計(jì)劃（HGP）已經(jīng)鑒定了3萬(wàn)個(gè)基因，以及存在于不同個(gè)體間的序列變異。然而目前尚無(wú)人能解析這些不同基因間相互作用形成的支配細(xì)胞及各種反應(yīng)的分子機(jī)制。我們現(xiàn)在獲得了它的組成表，我們還需要了解聯(lián)系這些組成的網(wǎng)絡(luò)以及在疾病中的機(jī)制?！?/P>