Nature方法:突破性基因識(shí)別
日期:2012-11-13 08:14:01
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一項(xiàng)基因識(shí)別新技術(shù),能將我們掌握的動(dòng)物遺傳信息增加70-80%。研究結(jié)果發(fā)表在《自然方法》(Nature Methods)雜志上,有可能徹底改變我們對(duì)于動(dòng)物遺傳學(xué)和疾病的認(rèn)識(shí),并提高我們對(duì)于如SARS等跨越物種障礙由動(dòng)物向人類傳播的危險(xiǎn)病毒的認(rèn)識(shí)。
現(xiàn)代基因組測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步使得科學(xué)家們能夠揭示各種各樣動(dòng)物、植物和昆蟲(chóng)的遺傳密碼,確定控制一切事物,從我們的眼睛顏色到對(duì)某些疾病易感性的遺傳信息和變異。
直到現(xiàn)在,正確識(shí)別隱藏在新測(cè)序物種遺傳物質(zhì)中的基因和蛋白質(zhì)還是一項(xiàng)艱巨的任務(wù),需要細(xì)致的觀察以及編撰大量構(gòu)成任一動(dòng)物、植物或昆蟲(chóng)的成千上萬(wàn)基因的數(shù)據(jù)。
論文的主要作者、布里斯托大學(xué)細(xì)胞與分子醫(yī)學(xué)院的高級(jí)講師David Matthews說(shuō):“基因識(shí)別主要是借助計(jì)算機(jī)程序搜尋與在其他動(dòng)物或人類中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的基因相似的基因組區(qū)域。然而,這種分析并不總是有效?!?/SPAN>
布里斯托大學(xué)研究小組現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種更有效的方法:測(cè)序表達(dá)的mRNA生成蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)再進(jìn)行質(zhì)譜分析。這種將高通量測(cè)序與蛋白質(zhì)鑒別技術(shù)相結(jié)合的方法可以直接觀察生成的基因和所有蛋白質(zhì),檢測(cè)存在于動(dòng)物、植物和昆蟲(chóng)中的遺傳信息。
為了證實(shí)他們的技術(shù)起作用,研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證他們的程序在基因發(fā)現(xiàn)方面的能力。他們用一種充分了解的感冒病毒模擬新發(fā)現(xiàn)的病毒感染人類細(xì)胞。隨后采用新技術(shù)分析了這些感染細(xì)胞。
當(dāng)與人類和感冒病毒的已知遺傳信息進(jìn)行比較時(shí),由此生成的“發(fā)現(xiàn)”基因和蛋白質(zhì)的列表證實(shí)是極其成功的,并且證明了這一方法的效力。
對(duì)于倉(cāng)鼠細(xì)胞的類似分析提供了直接觀察的證據(jù),在一項(xiàng)相對(duì)廉價(jià)的實(shí)驗(yàn)中研究人員證實(shí)倉(cāng)鼠存在數(shù)以千計(jì)的基因和蛋白。這些倉(cāng)鼠中幾乎所有基因和蛋白質(zhì)的直接證據(jù)均無(wú)法在倉(cāng)鼠基因和蛋白質(zhì)的“官方”列表上獲得。
Matthews博士補(bǔ)充說(shuō):“這些研究發(fā)現(xiàn)為利用當(dāng)前強(qiáng)有力的分析工具研究人類疾病,并將它們應(yīng)用于動(dòng)物、昆蟲(chóng)或甚至植物——研究一些以往非常具有挑戰(zhàn)性或根本不可能的事物開(kāi)辟了可能性。這一技術(shù)也將使得科學(xué)家們能夠更容易更有效的研究從農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物及其疾病到危害農(nóng)作物的病蟲(chóng)害等一切事物?!?/SPAN>
近年來(lái),包括流感、SARS、埃博拉病毒(Ebola virus)、亨德拉病毒(Hendra virus)和尼帕病毒(Nipah virus)等許多危險(xiǎn)的新病毒從動(dòng)物向人類傳播。今年早些時(shí)候在中東有三人接觸了一種被認(rèn)為是直接來(lái)自蝙蝠的新SARS樣病毒而患重病,其中兩人死亡。
“由于對(duì)這些生物體的遺傳構(gòu)成所知甚少,為何這些病毒對(duì)蝙蝠的疾病影響有限是一個(gè)待解謎題。我們開(kāi)始將我們的技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的蝙蝠細(xì)胞,通過(guò)分析蝙蝠的遺傳和蛋白質(zhì)含量更多地認(rèn)識(shí)它們的遺傳學(xué),了解它們是如何能夠與常常對(duì)人類造成致命后果的這些病毒明顯共存的。”