后基因組的重要任務:解讀基因調控
基因調控人和生物的生理、行為和疾病到底有多少種方式和程序?機理是什么?這些核心問題直到今天人們都還知之甚少。但是對基因研究的發(fā)現(xiàn)至少讓人們認識到了基因調控的某些方式。
對基因調控方式目前認識得比較深入,而且認識得比較早的是,人的某種生理、病理是由多基因調控的。對這種方式最典型的認識是果蠅胚胎發(fā)育基因研究的成果,其中劉易斯的發(fā)現(xiàn)較為重要。他觀察到,同源變異是由基因突變引起的,由基因組成的四種遺傳因子控制著胚胎前后或上下部分的發(fā)育,而果蠅的頭、身體和尾部則是由特定的基因控制發(fā)育的。每一種基因都控制著果蠅機體的某個特定的區(qū)域,但這些區(qū)域又是相互覆蓋著的。由此劉易斯得出結論,生物體的一定的區(qū)域是多種基因控制的,若某一基因停止活動,就會導致同源變異。
一種基因多樣角色
科學家對癌癥、糖尿病等疾病和對生殖、壽命等機理的研究進一步證明,多基因可調控某種疾病或某種生理功能。這一類調控本身也表現(xiàn)出幾種形式:第一種形式就是多種基因調控同一方向的生化代謝和生理功能,如上述的控制果蠅發(fā)育的基因在頭部和軀體都有好些基因調控,這是同一功能的多種基因調控。
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多基因調控的第二種方式則是功能相反的兩類基因互相制約,以基因相互對立作用的此消彼長來控制生物體的生理和生命活動。癌癥就是多種致癌、促癌基因和抑癌基因相互對立調控的結果。比如,B細胞淋巴癌中存在著促癌基因bcl-2,它能使B細胞存活期延長,阻撓細胞的凋亡,造成癌的生成和發(fā)展。但同時癌癥的發(fā)展過程中又存在抑癌基因P53,它與bcl-2相反,能促使細胞凋亡,就像制動器一樣抑制癌細胞的瘋長。所以圍繞bcl-2和P53這兩個相互制約的基因力量的此長彼消,癌癥就處于或產(chǎn)生發(fā)展,或被抑制消滅的狀況。
在初步了解多基因調控生命活動的同時,早就有人推論,也許存在一種基因同時調控不同的生命活動的迥然相異的基因調控方式。今天,事實證明,的確存在與多基因調控某種生理功能、生命活動、疾病和行為截然相反的基因調控方式,這就是說,一種基因可能擔負多種功能。
法國和加拿大研究人員組成的聯(lián)合研究小組發(fā)現(xiàn)了一個驚人的現(xiàn)象,即同一種基因可以導致兩種截然不同的疾病。這種基因被取名為GHB6,是研究人員在尋找克魯斯東綜合征時發(fā)現(xiàn)的?唆斔箹|綜合征是一種極其罕見的遺傳性皮膚病,其癥狀主要表現(xiàn)為指甲畸形,皮膚、手、足發(fā)生嚴重病變,居住在加拿大魁北克法語地區(qū)的人們比其他地區(qū)的人更容易患這種病。
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但是當研究人員發(fā)現(xiàn)克魯斯東綜合征的致病基因竟然是GHB6時,他們第一個反應是懷疑,感到是否是研究結果弄錯了。因為GHB6基因以前被一些研究人員證實是引起遺傳性聽力障礙的致病基因,它的主要功能是為人體細胞膜蛋白質編碼,同時它會引起人的遺傳性聽力障礙。經(jīng)過深入研究確定后,研究人員認為,這正是人類基因調控多樣性的典型表現(xiàn),因為一種基因調控多種生命現(xiàn)象和疾病是完全可能的。
同源基因不同結果
在不同的生物之間常常會有一些外形和機能不同,但內部構造和來源相同的器官,稱為同源器官。例如鳥的翅、鯨的鰭、馬的前肢和人的上肢,都可以稱為同源器官,這在決定性別的基因上表現(xiàn)比較突出。
很久以來人們都認為決定人和哺乳動物的基因是在位于男性性染色體上的SRY基因,因此稱其為“男性基因”。
美國哈佛大學的研究小組在對小鼠胚胎的研究中發(fā)現(xiàn)了一種與男性基因相對的雌性基因(女性基因),稱為Wnt-4,它也存在于男性的Y染色體中。因而從來源上看,男性基因與女性基因可能是同源基因。之所以稱Wnt-4為女性基因,是因為如果該基因被激活和履行它的職責,所有的小鼠都發(fā)育成雌鼠。
研究表明,Wnt-4基因如果出現(xiàn)問題,胚胎中應當發(fā)育為子宮和陰道的副中腎管就會處于休眠狀態(tài)。但與之相反,分化為雄性輸精管、附睪管和射精管的中腎管則會發(fā)育成熟,胚胎因此會發(fā)育成雄性。
目前,多基因調控、一種基因控制多種生命活動和同源基因的調控只是現(xiàn)在已經(jīng)知道的一些比較典型的基因調控方式,但基因調控決不僅僅是這幾種方式,只是我們尚未認識而已。所以,了解基因調控的多樣性和各種機理,正是后基因組時代的一個非常重要的任務。, http://www.www.srpcoatings.com
對基因調控方式目前認識得比較深入,而且認識得比較早的是,人的某種生理、病理是由多基因調控的。對這種方式最典型的認識是果蠅胚胎發(fā)育基因研究的成果,其中劉易斯的發(fā)現(xiàn)較為重要。他觀察到,同源變異是由基因突變引起的,由基因組成的四種遺傳因子控制著胚胎前后或上下部分的發(fā)育,而果蠅的頭、身體和尾部則是由特定的基因控制發(fā)育的。每一種基因都控制著果蠅機體的某個特定的區(qū)域,但這些區(qū)域又是相互覆蓋著的。由此劉易斯得出結論,生物體的一定的區(qū)域是多種基因控制的,若某一基因停止活動,就會導致同源變異。
一種基因多樣角色
科學家對癌癥、糖尿病等疾病和對生殖、壽命等機理的研究進一步證明,多基因可調控某種疾病或某種生理功能。這一類調控本身也表現(xiàn)出幾種形式:第一種形式就是多種基因調控同一方向的生化代謝和生理功能,如上述的控制果蠅發(fā)育的基因在頭部和軀體都有好些基因調控,這是同一功能的多種基因調控。
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多基因調控的第二種方式則是功能相反的兩類基因互相制約,以基因相互對立作用的此消彼長來控制生物體的生理和生命活動。癌癥就是多種致癌、促癌基因和抑癌基因相互對立調控的結果。比如,B細胞淋巴癌中存在著促癌基因bcl-2,它能使B細胞存活期延長,阻撓細胞的凋亡,造成癌的生成和發(fā)展。但同時癌癥的發(fā)展過程中又存在抑癌基因P53,它與bcl-2相反,能促使細胞凋亡,就像制動器一樣抑制癌細胞的瘋長。所以圍繞bcl-2和P53這兩個相互制約的基因力量的此長彼消,癌癥就處于或產(chǎn)生發(fā)展,或被抑制消滅的狀況。
在初步了解多基因調控生命活動的同時,早就有人推論,也許存在一種基因同時調控不同的生命活動的迥然相異的基因調控方式。今天,事實證明,的確存在與多基因調控某種生理功能、生命活動、疾病和行為截然相反的基因調控方式,這就是說,一種基因可能擔負多種功能。
法國和加拿大研究人員組成的聯(lián)合研究小組發(fā)現(xiàn)了一個驚人的現(xiàn)象,即同一種基因可以導致兩種截然不同的疾病。這種基因被取名為GHB6,是研究人員在尋找克魯斯東綜合征時發(fā)現(xiàn)的?唆斔箹|綜合征是一種極其罕見的遺傳性皮膚病,其癥狀主要表現(xiàn)為指甲畸形,皮膚、手、足發(fā)生嚴重病變,居住在加拿大魁北克法語地區(qū)的人們比其他地區(qū)的人更容易患這種病。
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但是當研究人員發(fā)現(xiàn)克魯斯東綜合征的致病基因竟然是GHB6時,他們第一個反應是懷疑,感到是否是研究結果弄錯了。因為GHB6基因以前被一些研究人員證實是引起遺傳性聽力障礙的致病基因,它的主要功能是為人體細胞膜蛋白質編碼,同時它會引起人的遺傳性聽力障礙。經(jīng)過深入研究確定后,研究人員認為,這正是人類基因調控多樣性的典型表現(xiàn),因為一種基因調控多種生命現(xiàn)象和疾病是完全可能的。
同源基因不同結果
在不同的生物之間常常會有一些外形和機能不同,但內部構造和來源相同的器官,稱為同源器官。例如鳥的翅、鯨的鰭、馬的前肢和人的上肢,都可以稱為同源器官,這在決定性別的基因上表現(xiàn)比較突出。
很久以來人們都認為決定人和哺乳動物的基因是在位于男性性染色體上的SRY基因,因此稱其為“男性基因”。
美國哈佛大學的研究小組在對小鼠胚胎的研究中發(fā)現(xiàn)了一種與男性基因相對的雌性基因(女性基因),稱為Wnt-4,它也存在于男性的Y染色體中。因而從來源上看,男性基因與女性基因可能是同源基因。之所以稱Wnt-4為女性基因,是因為如果該基因被激活和履行它的職責,所有的小鼠都發(fā)育成雌鼠。
研究表明,Wnt-4基因如果出現(xiàn)問題,胚胎中應當發(fā)育為子宮和陰道的副中腎管就會處于休眠狀態(tài)。但與之相反,分化為雄性輸精管、附睪管和射精管的中腎管則會發(fā)育成熟,胚胎因此會發(fā)育成雄性。
目前,多基因調控、一種基因控制多種生命活動和同源基因的調控只是現(xiàn)在已經(jīng)知道的一些比較典型的基因調控方式,但基因調控決不僅僅是這幾種方式,只是我們尚未認識而已。所以,了解基因調控的多樣性和各種機理,正是后基因組時代的一個非常重要的任務。, http://www.www.srpcoatings.com
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