Science里程碑研究：首個細胞遺傳互作圖譜

2016年09月26日訊 近期，加拿大多倫多大學(xué)Donnelly中心的研究人員，首次創(chuàng)建了一個細胞內(nèi)全部遺傳相互作用的圖譜，能夠解釋成千上萬的基因之間如何通過相互作用，來精心安排細胞的生命。

這項研究是由多倫多大學(xué)教授Brenda Andrews和Charles Boone、以及明尼蘇達大學(xué)雙城分校的Chad Myers教授指導(dǎo)完成。它打開了一種新的方式，來探索基因如何導(dǎo)致疾病，并有望開發(fā)出精準的治療方法。

這項研究的帶頭人、Boone實驗室的助理研究員Michael Costanzo指出：“我們對于如何繪制一個細胞中的遺傳相互作用，創(chuàng)建了一份參考指南。在有可能影響遺傳性疾病的人類遺傳網(wǎng)絡(luò)中尋找密切相關(guān)基因的時候，我們現(xiàn)在可以說出應(yīng)該尋找什么樣的屬性?！边@項研究花了15年才完成。

正如世界上的人口被組織成很多集群（上至國家下至當?shù)厣鐓^(qū)），細胞中的基因是在分層網(wǎng)絡(luò)中運作的，以組織安排細胞生活。研究人員認為，如果我們要了解20000個人類基因做了什么，我們必須首先了解它們是如何相互聯(lián)系的。

在酵母細胞中的研究首次表明，為了弄清一個基因的作用，我們需要不僅僅單獨研究它的作用。有6000個基因，其中許多存在于人類當中，酵母細胞是一個相對簡單但功能強大的人體細胞的替代品。

十多年前，一個國際科學(xué)家聯(lián)合會首次逐個刪除了酵母的每一個基因。他們驚奇地發(fā)現(xiàn)，只有五分之一的基因?qū)τ谏鎭碚f是關(guān)鍵的。直到去年，基因編輯技術(shù)的進步才使科學(xué)家們能夠解決人類細胞中的相同問題。它揭示了同樣的答案：只有一小部分的基因在人類細胞中是必不可少的。

這些研究結(jié)果表明，大多數(shù)基因被“緩沖”，以保護細胞免受突變和環(huán)境脅迫。為了了解這種緩沖是如何起作用的，科學(xué)家們想知道，細胞在一次失去一個以上的基因之后是否還能存活下來，他們必須測試數(shù)百萬個基因?qū)Α?/p>

Andrews、Boone和Myers在酵母細胞中，通過一次成對地刪除兩個基因，開展了這項開拓性的工作。他們試圖尋找那些對生存至關(guān)重要的基因?qū)Α＿@就需要定制的機器裝置，和最先進的自動化流水線，來分析幾乎所有1800萬種不同的基因組合。

這個酵母圖譜確定了在一個細胞中協(xié)同作用的基因。它顯示，如果一個基因的功能缺失，在基因組中就有另一個基因填補其作用。這就像一個自行車的比喻：一個輪子類似于一個重要的基因--沒有它，你就不能騎自行車。但是如果前剎車失靈了會怎樣呢？嗯，只要后面的剎車沒有壞，你就可以騎。但是如果前后輪兩個剎車都壞了，你就要麻煩了。

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