人類基因組中有一些小DNA片段，盡管它們的序列與各種基因的DNA序列幾乎完全相同，長期以來卻被視作是非編碼的“垃圾”DNA。因此被稱作為“假基因”（ pseudogene）。

現(xiàn)在，來自斯克里普斯研究所(TSRI)的科學(xué)家們?cè)谄漕I(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究中，揭示了假基因調(diào)控一種稱作為PTEN的癌癥相關(guān)基因活性的機(jī)制。研究結(jié)果表明可以通過靶向假基因來控制PTEN活性。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期的《自然結(jié)構(gòu)和分子生物學(xué)》（Nature Structural & Molecular Biology）雜志上。

該研究小組的研究結(jié)果表明假基因具有比我們從前所認(rèn)為更大的作用。這一研究發(fā)現(xiàn)改變了我們對(duì)于活細(xì)胞內(nèi)部全貌的認(rèn)識(shí)，為以多重、重疊、互作為特征的已頗為擁擠的基因網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D添加了新的一層復(fù)雜性。

斯克里普斯研究所研究小組負(fù)責(zé)人Kevin Morris說，了解假基因相互影響及控制人體中基因網(wǎng)絡(luò)的機(jī)制，可能會(huì)促成新的途徑解決由于這些基因網(wǎng)絡(luò)破壞引起的相關(guān)疾病。

“這提高了我們對(duì)于癌癥中基因調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)，以及現(xiàn)在我們有可能如何才能控制它們，”Morris說。

起作用的基因和假基因

十年前，人類基因組計(jì)劃解碼了我們整個(gè)DNA序列。人類基因組計(jì)劃的焦點(diǎn)主要集中于基因——編碼蛋白質(zhì)，由此支配和調(diào)控所有生物功能過程的遺傳序列。然而這些基因只是基因組的一小部分。人類基因組中的絕大部分DNA都是不會(huì)生成蛋白質(zhì)的非編碼序列。

在分子生物學(xué)的早期，科學(xué)家們推測這些大量的DNA片段不具有活性，因而將它們稱之為“垃圾”。而構(gòu)成大片非編碼DNA的假基因，被視作為是垃圾的一部分。雖然它們與基因相似，卻不編碼蛋白質(zhì)。

新研究結(jié)果駁斥了這一觀點(diǎn)，表明這些遺傳物質(zhì)在控制人類基因活性中起深遠(yuǎn)的作用。這種基因控制的獲得或喪失可造成健康和疾病組織差異。例如，在癌癥中，某些基因變得更為活躍，而另一些通常情況下應(yīng)該停止癌性生長的基因卻受到抑制。

在新研究中，Morris和同事們發(fā)現(xiàn)，假基因可以影響人類基因PTEN的活性。PTEN長期以來與癌癥相關(guān)，被歸類于“腫瘤抑制”基因，表明它具有阻止腫瘤生長的能力。但是在許多類型的癌癥中，PTEN基因被關(guān)閉，使得腫瘤肆意生長。

有趣的可能性

Morris和同事們發(fā)現(xiàn)，與PTEN享有相同序列的假基因，能夠以兩種方式調(diào)控PTEN基因：或是通過抑制PTEN基因啟動(dòng)子來抑制它，或是借助PTEN靶向性調(diào)控micro-RNAs，在基因轉(zhuǎn)錄物表達(dá)后影響PTEN蛋白。

一些公司已經(jīng)開始尋找諸如PTEN假基因等作為潛在新藥的靶點(diǎn)。新工作提供了一個(gè)原理證明，靶向假基因可以調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)室中培育的癌細(xì)胞生長。

相同的原理或許也適用于其他的某一正常人類基因發(fā)揮異?；钚缘募膊?，或是感染性疾病，作為一種途徑關(guān)閉屬于某些病毒或細(xì)菌的一些關(guān)鍵基因。

Morris指出，控制假基因目前還存在許多的實(shí)際問題。設(shè)計(jì)一種直接靶向假基因的藥物，以當(dāng)前的技術(shù)給藥將成為一個(gè)難題，因?yàn)檫@要求將這些藥物傳遞至精確的細(xì)胞，而不波及其他。這些藥物對(duì)于健康組織有可能是有毒的。