如何尋找對有益的基因突變？Science有新招

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如何尋找對有益的基因突變？Science有新招

微頭條2016-11-08

人們通常認為基因突變給機體帶來了疾病，但並不是所有的突變都是罪魁禍首，有些甚至可以抵消或抑制某些突變帶來的惡性結果，該過程被稱為基因抑制，且鮮為人知。11月4日，多倫多大學的研究人員揭露了該過程的基本原理，這為人們了解基因抑制過程奠定了基礎。

有些突變能抵消有害突變帶來的惡性結果

該研究由Donnelly中心及分子遺傳學系的Brenda Andrews教授、 Charles Boone 教授、Frederick Roth教授以及明尼蘇達大學雙城分校Chad Myers教授引領，他們編譯了細胞中的首個抑制突變綜合集，相關結果發表在science雜誌中。這些結果有助於解釋抑制性突變如何與致病突變相結合，從而減輕疾病癥狀，甚至能完全抑制致病突變的作用。

「同樣是攜帶損害性突變，為何有些人會生病而有些卻完全健康？其部分原因可能與環境有關，但大部分原因是因為其他突變的存在，這些突變抑制了第一個突變的效應。」本文資深作者Roth教授說。

打個比方說，當被困在恆溫器壞掉了的房間時，隨著時間推移，房間溫度越來越高，這種情況要把溫度降下來，你可以修復溫度調節器，或者打破一個窗口，基因抑制過程保持細胞健康的原理與之類似。

Science上的這項研究開闢了人們對基因抑制過程的新理解，甚至會帶來新的遺傳性疾病治療方法。「如果我們知道哪些是抑制基因，那麼就可以了解它們是如何與疾病基因相互作用，這有助於指導未來的藥物開發。」研究人員表示。

解開基因抑制的基本原理

然而，抑制性突變是很難被發現的，尋找它們就好比大海撈針。理論上，DNA中成千上萬個突變中的任何一個都有可能是抑制性突變，更何況人類有那麼多個基因，因此要發現所有的抑制性突變是不切實際的。不過，通過這項研究，將來尋找抑制性突變也許就不再是大海撈針。

研究人員表示，尋找抑制基因時，我們無需把範圍放到離損害性突變基因很遠的位置，因為它們在細胞中有類似的作用——所編碼的蛋白質可能錯落在同一個位置，或者分享了同一個分子途徑。「我們已經發現了基因抑制作用的基本原理，揭示了有害突變基因的抑制基因通常是功能與其相關的基因。尋找抑制基因並不是大海撈針，例如尋找人類基因疾病的抑制基因時，我們可以縮小範圍，將20000個基因縮小到數百個，甚至數十個，這是一個很大的進步。」

「像這樣的研究，在全球範圍內從未開展過，因為在人類身上做實驗室是不可能的，因此我們使用了酵母作為模型生物，通過酵母我們可以了解突變如何影響細胞的健康。」 Van Leeuwen說。酵母細胞包含了6000個基因，是人類細胞的簡單版本，其遺傳學的基本原則也適用於人類。此外，去除酵母細胞中的任何一個基因也相對簡單，這有助於研究突變基因對細胞的影響。

該研究團隊採用了雙管齊下的方法，一方面，他們分析了已報道的所有酵母基因之間的抑制關係，而原有的這些數據不可避免地偏向於一些已被科學家們報道的較流行的基因。另一方面，研究人員還進行了無偏向分析，檢測當細胞攜帶損害性突變時該如何生長，或如何與其他突變相互作用。由於有害突變減緩了細胞的生長，因而任何生長的改善都有可能受益於第二個基因的抑制性突變。該研究揭示了與已知損害性突變相互作用的數百個抑制性突變。

生物探索(biodiscover)

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