盡管人類基因組測(cè)序已經(jīng)完成，科學(xué)家們?nèi)栽谠噲D尋找將這一成果應(yīng)用于幫助人們，例如用于治療疾病的途徑。如麻省大學(xué)遺傳學(xué)家Jacob Mayfield指出的：“大家輕易地就將人類基因組當(dāng)做了大獎(jiǎng)，但我們現(xiàn)在意識(shí)到這還只是邁出第一步?！?/SPAN>

Mayfield補(bǔ)充說(shuō)：“我們現(xiàn)在開(kāi)始了解到我們感興趣想知道的信息關(guān)鍵在于基因組之間的比較。隨著社會(huì)向著個(gè)體化、基因組醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)變。我們真正掌握我們所知道的東西還有大量的研究工作需要開(kāi)展。隨著我們?cè)?/SPAN>DNA水平上揭示新的變異，我們還必須闡明它們的影響。為了了解遺傳差異對(duì)于整個(gè)生物體的意義，我們必須找到新的途徑來(lái)查詢功能。而目前由于基因互作導(dǎo)致的諸如紅發(fā)之類的性狀我們都無(wú)法理解，就更不要說(shuō)它們是如何致病了。”

為了解析這一問(wèn)題及幫助治療人類疾病，Mayfield和加州大學(xué)伯克利分校的同事們?cè)O(shè)計(jì)了一種新技術(shù)通過(guò)將各種人類等位基因（單基因的選擇性序列）導(dǎo)入到酵母細(xì)胞中來(lái)檢測(cè)它們的影響。在導(dǎo)入酵母后，就可通過(guò)比較克隆生長(zhǎng)來(lái)揭示功能性的差異。研究人員將這一技術(shù)發(fā)布在4月的《Genetics》雜志上。

在新研究中，Mayfield研究小組首次利用DNA序列數(shù)據(jù)庫(kù)挑選出了高胱氨酸尿癥（homocystinuria）陽(yáng)性檢測(cè)的各種基因序列。高胱氨酸尿癥是一種代謝性疾病，可引起諸如血凝塊、智力發(fā)育遲緩和其他一系列輕微或嚴(yán)重的癥狀。一種稱之為胱硫醚β合酶(CBS)的基因缺陷通常是導(dǎo)致該病的原因。由于早期干預(yù)可以消除嚴(yán)重癥狀，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始就對(duì)該病進(jìn)行新生兒篩查。

研究人員選擇了來(lái)自84位患者的CBS基因序列，利用一個(gè)稱為定點(diǎn)誘變（site-directed mutagenesis）的過(guò)程生成了一段匹配患者序列的重組DNA。每個(gè)基因在單個(gè)DNA位點(diǎn)上都不同于其他的。

隨后，研究人員將每個(gè)變異轉(zhuǎn)導(dǎo)到一個(gè)酵母細(xì)胞中，生成了在CBS基因單位點(diǎn)不同的84個(gè)酵母菌株。另外作為對(duì)照，研究人員還構(gòu)建出了包含CBS基因全功能主要等位基因的對(duì)照菌株。

“一旦我們將等位基因?qū)氲浇湍福覀兙涂梢蚤_(kāi)展實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)皿及培養(yǎng)液中生成克隆來(lái)檢測(cè)它們是否具有功能性，”Mayfield解釋說(shuō)。輕微突變的等位基因或可使酵母細(xì)胞正常生長(zhǎng)，而嚴(yán)重的突變細(xì)胞則根本無(wú)法生長(zhǎng)。大多數(shù)變異的功能都介于兩者之間?！爱?dāng)你知道兩種序列的差異在于何處，你就可以開(kāi)始鑒別影響生物學(xué)功能的改變。

而Mayfield認(rèn)為這一研究項(xiàng)目真正有趣和令人感到興奮之處在于了解了如何治療疾病。一些高胱氨酸尿癥患者會(huì)對(duì)單一的維生素B6補(bǔ)充劑產(chǎn)生反應(yīng)，而另一些則需要嚴(yán)格的飲食限制才能避免疾病癥狀。在培養(yǎng)液中對(duì)酵母開(kāi)展一系列實(shí)驗(yàn)，研究人員將不同水平的維生素B6添加到84個(gè)疾病等位基因中，發(fā)現(xiàn)37%的等位基因的功能被維生素B6修復(fù)。在臨床上，你可以預(yù)期具有這些等位基因的患者會(huì)對(duì)B6治療產(chǎn)生反應(yīng)。

Mayfield 說(shuō)：“這種新方法使我們獲得了關(guān)于等位基因功能的信息，也可適用于其他的疾病基因。可開(kāi)展相似的研究針對(duì)需要維生素輔因子的代謝性疾病和蛋白。我們的研究結(jié)果表明單獨(dú)基因序列還不足以描述完整的故事。這還只是從獲得基因組信息到進(jìn)入臨床治療的第一步。我們還不能說(shuō)能治療這一疾病，但它確實(shí)是一個(gè)好消息?！?/SPAN>