外文翻譯-基因組計(jì)劃在決定基因功能中的角色：來(lái)自模式生物的洞察譯文-生物工程-資料下載頁(yè)
2025-05-12 05:32本頁(yè)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(shí)效性；在不同世系生物體中被保存的各種各樣的進(jìn)程。驗(yàn)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(qiáng)我們解開(kāi)控制基因表達(dá)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(guò)程。他們的基因密度是大約1個(gè)基因，說(shuō)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(jì)基因數(shù)目范圍在8000到20200之間。50Mb的區(qū)域不超過(guò)25個(gè)必需軌跡，組成大量衛(wèi)。利用了cDNAs可以和基因組DNA對(duì)齊的278處。這些轉(zhuǎn)錄單位來(lái)自基因組的。如果這個(gè)比率普遍應(yīng)用,115Mb常染色體基因組可以容納13200個(gè)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(cè)序，使EST數(shù)據(jù)庫(kù)部分基因代表被測(cè)定。大腸桿菌概算表明4100個(gè)基因。在老鼠和人類(lèi)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(cè)到功能缺失表型。第二，當(dāng)獲得一個(gè)表型，只反應(yīng)一個(gè)基因的部分功能，這些功能不能通過(guò)其他基因或者路徑得到補(bǔ)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(xì)胞增殖，然后阻止純合子突變細(xì)胞種群傳代，很難檢測(cè)這個(gè)基因 在多細(xì)胞過(guò)程中的角色。 如果一個(gè)突變導(dǎo)致胚胎致死，就很難研究這個(gè)基因在成年期的角色，雖然有時(shí)候利用溫度敏感性突變可能 克服這些困難 。 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中位點(diǎn)特異重組系統(tǒng)提供了基本向特異突變的基本研究。 通過(guò)采用噬菌體 P1loxP 系統(tǒng)在鼠進(jìn)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(gè)別基因在空間和時(shí)間上的目標(biāo)的錯(cuò)誤表達(dá)提供了一個(gè)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(dá)到 ,GAL4UAS 系統(tǒng)是一個(gè)增強(qiáng)子缺失表達(dá)載 體 ， 表達(dá)了酵母控制激活劑 GAL4， 動(dòng)員了產(chǎn)生幾百行的驅(qū)動(dòng) GAL4 從大量的基因組增強(qiáng)子中表達(dá) (Brand and Perrimon,1993)。 每個(gè)這些都可以作為用于激活特異目標(biāo)基 因的選擇。 個(gè)體的 GAL4 排列按實(shí)驗(yàn)理想表達(dá)模式展覽 ， 然后靠近 UAS 目標(biāo)基因 生育個(gè)體 ,基因在 GAL4 表達(dá)的細(xì)胞被激活。 目標(biāo)基因可以來(lái)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(guò)這種方式 ,和生長(zhǎng)過(guò)程沒(méi)有干擾導(dǎo)致成人結(jié)構(gòu)、任何有機(jī)體或合成源的基因產(chǎn)品能在果蠅的特殊部位表達(dá) ,如神經(jīng)系統(tǒng) ,以及針對(duì)不同的亞 細(xì)胞的位置 ,比如突觸(Callahan and Thomas,1994)。隨著此類(lèi) 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(jī)體行為 (Ferveur et al.,1995)。 另外一個(gè)產(chǎn)生控制錯(cuò)誤表達(dá)的研究是倚賴(lài)與位點(diǎn)特異性重組系統(tǒng)通過(guò)將基因與啟動(dòng)子分開(kāi)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(cuò)誤表達(dá)發(fā)育為果蠅的腿部 (DiazBenjumea et al.,1994)。 dpp 和 wg 的表達(dá)模式認(rèn)為 dpp 表達(dá) and wg 表達(dá)細(xì)胞間的相互作用可能誘導(dǎo)了末梢附近軸線，這是通過(guò)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(xì)胞增殖。 有能力創(chuàng)造一個(gè)新的末梢附近軸上聯(lián)系 wg 表達(dá)和 dpp表達(dá)細(xì)胞的異常位點(diǎn)驗(yàn)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(shuō)。 從這個(gè)研究清楚的顯示未來(lái)工作 將隨著日益強(qiáng)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(lái)完成在這些類(lèi)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(chóng) ,斑馬魚(yú)、河豚、非洲爪蟾蜍、雞、和鼠在對(duì)于解決普通問(wèn)題，很大程度上持續(xù)貢獻(xiàn)著 ,雖然他們和人類(lèi)對(duì)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(yuǎn)將來(lái)的信息的多樣性提供了合理的指示。 我們也相信，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的挑戰(zhàn)，下一個(gè)時(shí)期需要對(duì)轉(zhuǎn)基因生物學(xué)進(jìn)行拓展：基因組內(nèi)進(jìn)行多重誘發(fā)變異；不同機(jī)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(lái)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(kù)有巨大的限制性。在個(gè)人識(shí)別碼發(fā)育和和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件下分析的情況下，他們沒(méi)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(duì)位置依賴(lài)、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(duì)理解人類(lèi)的生物體的主要貢獻(xiàn) ,從基因組計(jì)劃的獲得信息如何作用 ?當(dāng)人類(lèi)基因組可能包含大約70,000 個(gè)基因 ,這些基因也許編碼只有幾百個(gè)生物進(jìn)程的成分 ， 例如 ,胺基酸的生物合成、蛋白的合成、分泌蛋白、細(xì)胞周期調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 ,細(xì)胞 細(xì)胞和細(xì)胞 底物的附著。所有的無(wú)脊椎動(dòng)物的模式生物基因組正在進(jìn)行測(cè)序 ,果蠅基因系統(tǒng)顯示對(duì)人類(lèi)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(guò)程大多數(shù)的組成元素和與其他過(guò)程交流方式 ,在 果蠅 和人類(lèi)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(guò)程果蠅在和人類(lèi)之間被多大程度上保留。 如我們討論的，裝配基因進(jìn)入途徑的實(shí)驗(yàn)的工具存在于模式生物中，但不存在與人類(lèi)中。 在每一種模式生物的基因組計(jì)劃將大 大促進(jìn)這一實(shí)驗(yàn)工作 ,配合人類(lèi)基因組的序列分析 ,將這個(gè)信息應(yīng)用于人類(lèi)生物學(xué)。 因此 ,模式生物對(duì)人類(lèi)生物學(xué)的主要貢獻(xiàn)在接下來(lái) 5 年將是大約 70,000 個(gè)獨(dú)立被人類(lèi)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(jìn)化保存的每一個(gè)核心過(guò)程應(yīng)用于人類(lèi)的精密方式的知識(shí)和變異可導(dǎo)致疾病的很多作用方式 ,只能來(lái)源于人類(lèi)自身的研究 ,和脊椎動(dòng)物模型如老鼠的一些貢獻(xiàn)。 在后測(cè)序時(shí)代 ,我們可能最終能夠超越實(shí)際生產(chǎn)的進(jìn)化過(guò)程 ， 我們可以疑問(wèn)什么可以被制造出來(lái)?；蜣D(zhuǎn)移方法可能最終被一個(gè)更徹底的方式取代 ， 如發(fā)展的裝備 ,即進(jìn)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(jìn)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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