外文翻譯-基因組計劃在決定基因功能中的角色：來自模式生物的洞察譯文-生物工程-資料下載頁
2025-05-12 05:32本頁面
【導(dǎo)讀】序列到生物學(xué)功能的研究具有很高的期望值。要到什么程度才能夠?qū)崿F(xiàn)呢？錄方法的實效性；在不同世系生物體中被保存的各種各樣的進程。驗提供重要的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)和遺傳學(xué)方法的應(yīng)用——和總基因組序列及基。強我們解開控制基因表達和變異的多層網(wǎng)絡(luò)的能力。這些只是能夠在模式生物。目的多部件，這是知道生物化學(xué)功能的過程。他們的基因密度是大約1個基因，說明基因數(shù)目。從生殖支原體菌已知的473基因變化到黃色粘球菌估算的8000。的蛋白編碼基因。在果蠅中，現(xiàn)在估計基因數(shù)目范圍在8000到20200之間。50Mb的區(qū)域不超過25個必需軌跡，組成大量衛(wèi)。利用了cDNAs可以和基因組DNA對齊的278處。這些轉(zhuǎn)錄單位來自基因組的。如果這個比率普遍應(yīng)用,115Mb常染色體基因組可以容納13200個轉(zhuǎn)錄單元。在被遺傳單位占有的DNA的平均數(shù)目不斷增加，組可能少于50000或多于100,000基因。到大量基因組樣本被測序，使EST數(shù)據(jù)庫部分基因代表被測定。大腸桿菌概算表明4100個基因。在老鼠和人類基因組大多數(shù)的基因的存在是
【正文】 well,1991)和果蠅胚胎早期模式形成 (NussleinVolhardand Weischaus,1980)。 然而，功能缺失研究由于一些原因很快受到了顯示條件的限制。首先，多數(shù)基因不容易檢測到功能缺失表型。第二，當(dāng)獲得一個表型，只反應(yīng)一個基因的部分功能，這些功能不能通過其他基因或者路徑得到補償。 在很多情況下 ,這將只是代表生物基因的一小部分的功能。第三 ,基因功能的基因多效性使分析的復(fù)雜化了。例如 ,如果基因突變阻止細胞增殖，然后阻止純合子突變細胞種群傳代，很難檢測這個基因 在多細胞過程中的角色。 如果一個突變導(dǎo)致胚胎致死，就很難研究這個基因在成年期的角色，雖然有時候利用溫度敏感性突變可能 克服這些困難 。 轉(zhuǎn)基因動物中位點特異重組系統(tǒng)提供了基本向特異突變的基本研究。 通過采用噬菌體 P1loxP 系統(tǒng)在鼠進行這些方法的研究 (Gu et al.,1994)和酵母FLPFRT 系統(tǒng)在果蠅的研究 (Xu and Rubin,1993)。個別基因在空間和時間上的目標(biāo)的錯誤表達提供了一個干擾基因調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的選擇途徑。在果蠅 ,這使用GAL4UAS 系統(tǒng)可以達到 ,GAL4UAS 系統(tǒng)是一個增強子缺失表達載 體 ， 表達了酵母控制激活劑 GAL4， 動員了產(chǎn)生幾百行的驅(qū)動 GAL4 從大量的基因組增強子中表達 (Brand and Perrimon,1993)。 每個這些都可以作為用于激活特異目標(biāo)基 因的選擇。 個體的 GAL4 排列按實驗理想表達模式展覽 ， 然后靠近 UAS 目標(biāo)基因 生育個體 ,基因在 GAL4 表達的細胞被激活。 目標(biāo)基因可以來自任何生物體，可以是區(qū)域的綜合結(jié)合，能夠編碼為校準(zhǔn)蛋白或非顯性功能的蛋白。 通過這種方式 ,和生長過程沒有干擾導(dǎo)致成人結(jié)構(gòu)、任何有機體或合成源的基因產(chǎn)品能在果蠅的特殊部位表達 ,如神經(jīng)系統(tǒng) ,以及針對不同的亞 細胞的位置 ,比如突觸(Callahan and Thomas,1994)。隨著此類 誘發(fā)變異 ， 困難的任務(wù)是理解隨著基因組改變而產(chǎn)生的機體行為 (Ferveur et al.,1995)。 另外一個產(chǎn)生控制錯誤表達的研究是倚賴與位點特異性重組系統(tǒng)通過將基因與啟動子分開移除轉(zhuǎn)錄控制終止子。例如，果蠅基因在附近第二末梢軸線錯誤表達發(fā)育為果蠅的腿部 (DiazBenjumea et al.,1994)。 dpp 和 wg 的表達模式認為 dpp 表達 and wg 表達細胞間的相互作用可能誘導(dǎo)了末梢附近軸線，這是通過功能缺失突變 分析很難確定。 dpp 和 wg 在發(fā)育中都有較早和必要的作用，也能影響細胞增殖。 有能力創(chuàng)造一個新的末梢附近軸上聯(lián)系 wg 表達和 dpp表達細胞的異常位點驗證了利用不使用功能缺失突變的方式誘導(dǎo)末梢附近軸線的假說。 從這個研究清楚的顯示未來工作 將隨著日益強大的轉(zhuǎn)基因技術(shù)出現(xiàn)基礎(chǔ)分歧 ,將允許體內(nèi)多元發(fā)育網(wǎng)絡(luò)優(yōu)秀和優(yōu)秀的排列。酵母、果蠅、老鼠是來完成在這些類型的操作唯一的生物體 ， 使這些技術(shù)現(xiàn)在成為可能。當(dāng)酵母、果蠅、蠕蟲 ,斑馬魚、河豚、非洲爪蟾蜍、雞、和鼠在對于解決普通問題，很大程度上持續(xù)貢獻著 ,雖然他們和人類對比有作為模 型的局限性。 展望 我們相信我們關(guān)注的這些數(shù)據(jù)為為可能用于不遠將來的信息的多樣性提供了合理的指示。 我們也相信，根據(jù)實驗的挑戰(zhàn)，下一個時期需要對轉(zhuǎn)基因生物學(xué)進行拓展：基因組內(nèi)進行多重誘發(fā)變異；不同機體之間穿梭交換的基因和調(diào)節(jié)序列的數(shù)目增加；越來越多的物種內(nèi)和物種間的自然變化用于理解部分的生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)。 甚至在他們的整合形式中，數(shù)據(jù)庫有巨大的限制性。在個人識別碼發(fā)育和和體內(nèi)實驗條件下分析的情況下，他們沒有持有非線性應(yīng)答和閾值的信息。 此 外，比較形態(tài)發(fā)生和比較大腦功能的基礎(chǔ)組織取決于生物系統(tǒng)對位置依賴、復(fù)雜性 和退化的更深層次的理解。 什么將是模式生物近期對理解人類的生物體的主要貢獻 ,從基因組計劃的獲得信息如何作用 ?當(dāng)人類基因組可能包含大約70,000 個基因 ,這些基因也許編碼只有幾百個生物進程的成分 ， 例如 ,胺基酸的生物合成、蛋白的合成、分泌蛋白、細胞周期調(diào)控、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 ,細胞 細胞和細胞 底物的附著。所有的無脊椎動物的模式生物基因組正在進行測序 ,果蠅基因系統(tǒng)顯示對人類的結(jié)構(gòu)保守的最高的程度 ((see for examples Sidow and Thomas,1994。ArtavanisTsakonas et al.,1995),似乎有理由相信 ,這些生物過程大多數(shù)的組成元素和與其他過程交流方式 ,在 果蠅 和人類之間都被保留。也許更令人好奇的是發(fā)育及其生理功能的這些核心過程果蠅在和人類之間被多大程度上保留。 如我們討論的，裝配基因進入途徑的實驗的工具存在于模式生物中，但不存在與人類中。 在每一種模式生物的基因組計劃將大 大促進這一實驗工作 ,配合人類基因組的序列分析 ,將這個信息應(yīng)用于人類生物學(xué)。 因此 ,模式生物對人類生物學(xué)的主要貢獻在接下來 5 年將是大約 70,000 個獨立被人類基因組編碼組分的大部分都降低 ， 變成少數(shù)的已知生化功能的 多成分核心流程。進化保存的每一個核心過程應(yīng)用于人類的精密方式的知識和變異可導(dǎo)致疾病的很多作用方式 ,只能來源于人類自身的研究 ,和脊椎動物模型如老鼠的一些貢獻。 在后測序時代 ,我們可能最終能夠超越實際生產(chǎn)的進化過程 ， 我們可以疑問什么可以被制造出來?；蜣D(zhuǎn)移方法可能最終被一個更徹底的方式取代 ， 如發(fā)展的裝備 ,即進行蛋白質(zhì)域和調(diào)整圖的新組合 ， 建設(shè)新穎的基因網(wǎng)絡(luò)和形態(tài)發(fā)生途徑。那就是 ,我們不僅要掌握生物如何形成、進化 ,更為重要的是 ,估算仍然可以被利用的各種生物的潛力。
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