迄今最詳細(xì)的人類基因組分析數(shù)據(jù)出爐,。
圖片提供：ENCODE計(jì)劃
然而如今一項(xiàng)由美國(guó)資助的項(xiàng)目“DNA元素百科全書”（ENCODE）發(fā)現(xiàn),，許多這樣的堿基都在人類生物學(xué)中扮演著一個(gè)重要角色——例如,，它們有助于確定一個(gè)基因何時(shí)開啟和關(guān)閉,。并且，這種調(diào)節(jié)決定了一個(gè)細(xì)胞如何成為腎臟細(xì)胞,，而另一個(gè)細(xì)胞如何成為腦細(xì)胞,。耶魯大學(xué)生物信息學(xué)家Mark Gerstein表示：“與基因相比，基因組中的情況要復(fù)雜得多,?！?
而這個(gè)項(xiàng)目的真知灼見正在幫助研究人員了解遺傳和疾病之間的聯(lián)系。領(lǐng)導(dǎo)ENCODE分析的英國(guó)茵格斯頓歐洲生物信息學(xué)研究所的生物信息學(xué)家Ewan Birney表示：“我們正在以一種方式影響疾病研究,，而這在以前將是很難實(shí)現(xiàn)的,。”
這是“人類基因組計(jì)劃”之后國(guó)際科學(xué)界在基因研究領(lǐng)域取得的又一重大進(jìn)展,。這兩個(gè)計(jì)劃之間也有承上啟下的關(guān)系,，在人類基因組計(jì)劃基本完成的2003年，國(guó)際科學(xué)界創(chuàng)建了ENCODE計(jì)劃,。它也是一個(gè)大型國(guó)際合作項(xiàng)目,，有多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的32個(gè)研究機(jī)構(gòu)參與。
作為ENCODE的一部分,，32家機(jī)構(gòu)對(duì)147個(gè)細(xì)胞類型進(jìn)行了計(jì)算機(jī)分析,、生物化學(xué)試驗(yàn)，以及測(cè)序研究,，旨在搞清構(gòu)成基因組的30億個(gè)堿基中每個(gè)都在做些什么,。參與ENCODE的442名科學(xué)家在9月5日出版的《自然》雜志上報(bào)告說(shuō)，基因組中大約80%的基因在生物化學(xué)上都是活躍的,，換句話說(shuō),，它們都有某種確定的功能。這些DNA堿基有的作為影響基因活性的蛋白質(zhì)著陸點(diǎn),，有的則能夠轉(zhuǎn)化為RNA鏈從而自行實(shí)施功能,，例如基因調(diào)控。（RNA通常被認(rèn)為是一種有助于合成蛋白質(zhì)的中間信使分子,，但ENCODE發(fā)現(xiàn),，許多RNA都是一種終極產(chǎn)物，且不用來(lái)合成蛋白質(zhì),。）
ENCODE的研究結(jié)果正在改變科學(xué)家對(duì)基因的認(rèn)識(shí),。它發(fā)現(xiàn)大約76%的基因組DNA都會(huì)被轉(zhuǎn)錄為一種或另一種RNA，這比研究人員之前的預(yù)測(cè)要多得多,。這些DNA包括將近21000個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因（研究人員一度曾估計(jì)人體有超過10萬(wàn)個(gè)這樣的基因）,；與8800個(gè)小RNA分子及9600個(gè)長(zhǎng)鏈非編碼RNA分子有關(guān)的基因——每個(gè)至少有200個(gè)堿基的長(zhǎng)度；被劃為假基因的11224個(gè)DNA鏈——現(xiàn)在知道這些“死亡”基因在某些細(xì)胞類型或個(gè)體中真的很活躍,。此外,，嘗試確定這些基因的起點(diǎn)和末端,，以及編碼區(qū)域，揭示了基因能夠部分重疊,，并且具有多個(gè)起點(diǎn)和末端,。
這項(xiàng)計(jì)劃在人們的DNA中發(fā)現(xiàn)了400萬(wàn)個(gè)位點(diǎn)，它們的作用相當(dāng)于控制基因活性的開關(guān),。這些開關(guān)距離被它們調(diào)控的基因或近或遠(yuǎn),，并作用于不同細(xì)胞類型的不同結(jié)合體上,，從而賦予了每個(gè)細(xì)胞類型以獨(dú)特的基因組身份,。
ENCODE獲得了迄今最詳細(xì)的人類基因組分析數(shù)據(jù)，關(guān)于這項(xiàng)研究的論文有6篇發(fā)表在《自然》雜志上,，還有24篇發(fā)表在《基因組研究》雜志及《基因組生物學(xué)》雜志上,。兩篇附加的論文則發(fā)表在9月5日的《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上。在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中,，ENCODE已經(jīng)創(chuàng)建了一張圖譜用以展示所有不同堿基所扮演的角色,。資助ENCODE的馬里蘭州貝塞斯達(dá)市國(guó)立人類基因組研究所的項(xiàng)目主管Elise Feingold表示：“它就像人類基因組的谷歌地圖?！崩霉雀璧貓D,，一個(gè)人可以選擇不同的視圖來(lái)查看景觀的不同方面。同樣,，在ENCODE圖譜中,，一個(gè)人也能夠從染色體水平放大單個(gè)堿基，并且在查看這些堿基是否會(huì)產(chǎn)生RNA,，或是否為DNA調(diào)控蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)之間切換,。
西雅圖華盛頓大學(xué)的ENCODE研究人員John A. Stamatoyannopoulos認(rèn)為，這項(xiàng)研究“將改變?nèi)藗兯伎家约皩?shí)際使用人類基因組的方式”,。而并未參與ENCODE的加拿大多倫多大學(xué)的分子生物學(xué)家Mathieu Lupien表示：“ENCODE的數(shù)據(jù)是最根本的,。”
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2012-09-07 A2 國(guó)際)
