隨著系統(tǒng)生物學(xué)不斷的在發(fā)展,,許多遺傳學(xué)家仍然在分離檢測(cè)基因,,并且也采用了一些最新的尖端技術(shù), 比如利用RNAi,,這種方法通常能獲得細(xì)胞系統(tǒng)的局部藍(lán)圖,。
現(xiàn)在來(lái)自哈佛醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)系,英國(guó)癌癥研究院等處的研究人員拓寬了這種技術(shù)的范圍:利用RNAi系統(tǒng)敲除果蠅細(xì)胞中的許多基因,,這一研究成果公布在10月17日的Science雜志上,。
文章的通訊作者是HMS遺傳學(xué)教授,霍華德休斯醫(yī)學(xué)院研究員Norbert Perrimon說(shuō),,“通過(guò)我們的這種新的雙RNAi篩選獲得數(shù)據(jù)可以勾畫(huà)出細(xì)胞過(guò)程的整體全貌”,,“研究人員利用這種方法檢測(cè)基因之間的相互關(guān)系,也許能加速系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展步伐,, 以及提高個(gè)體化用藥的發(fā)展,。”
經(jīng)典的RNAi選首先需要構(gòu)建一個(gè)靶向特殊基因的干擾RNAs(siRNAs)的文庫(kù),,每個(gè)siRNA能干擾基因產(chǎn)生特定的蛋白,然后科學(xué)家們將這些siRNAs轉(zhuǎn)入成百上千的細(xì)胞中,,每個(gè)細(xì)胞中一種基因被靶定,,之后就可以觀察這個(gè)細(xì)胞中的變化了。但是由于許多基因并不是只有一個(gè),,細(xì)胞失去一個(gè)基因的功能,,能通過(guò)其它基因補(bǔ)充回相同的功能,因此這種方法有時(shí)不能捕捉一些關(guān)鍵因子,,而Perrimon的方法可以克服這一障礙.
文章的第一作者,,Perrimon實(shí)驗(yàn)室的博士后,Chris Baka解釋道,,“如果你拿去飛機(jī)引擎上的一個(gè)零件,,飛機(jī)仍然能夠工作,但是如果你將清除故障的也一同拿去的話,,那么飛機(jī)就不能工作了”,。
Baka1開(kāi)始的時(shí)候用傳統(tǒng)的RNAi篩選方法,,對(duì)在細(xì)胞脅迫反應(yīng)中起作用的基因進(jìn)行研究,,結(jié)果獲得了一些有助于細(xì)胞決定死亡,移動(dòng),, 以及在脅迫環(huán)境下采取其它一些手段的基因,。但是Baka1發(fā)現(xiàn)其中的一些關(guān)鍵基因——其它實(shí)驗(yàn)室通過(guò)其它方法識(shí)別的基因——在他所獲得的基因中沒(méi)有。然后他從中挑選了12個(gè)“嫌疑犯”,,其中包括了抑癌基因PTEN ,,BAKAl敲除了PTEN,用得到的敲除細(xì)胞去進(jìn)行另一個(gè)RNAi篩選,,這樣就是一個(gè)缺乏一種抑癌基因的環(huán)境下進(jìn)行的篩選,,獲得結(jié)果與上次的完全不同:他獲得了其它11個(gè)嫌疑基因(除了PTEN外),最終他總共驗(yàn)證了同一個(gè)細(xì)胞類(lèi)型中17724個(gè)不同的關(guān)聯(lián),。
Bakal說(shuō),,“基因的行為是否有不同,依賴于基因之間的關(guān)聯(lián)”,,“我們的方法強(qiáng)調(diào)了基因之間的相互關(guān)系,,述說(shuō)了一個(gè)完整的故事。”
這些相關(guān)數(shù)據(jù)表明了特殊基因是如何相互作用的,, 以及它們是如何相互影響的,,Bakal認(rèn)為研究人員可以利用這種方法描繪細(xì)胞系統(tǒng)的工作,預(yù)計(jì)特殊基因的行為,,從而用于個(gè)體化用藥,。臨床醫(yī)師在決定治療策略之前需要了解病人的遺傳背景,,未來(lái)醫(yī)師們可能可以利用到雙RNAi篩選結(jié)果。(生物谷Bioon.com)
生物谷推薦原始出處:
Science 17 October 2008:Vol. 322. no. 5900, pp. 453 - 456 DOI: 10.1126/science.1158739
Phosphorylation Networks Regulating JNK Activity in Diverse Genetic Backgrounds
Chris Bakal,1,2* Rune Linding,3* Flora Llense,4* Elleard Heffern,2 Enrique Martin-Blanco,4 Tony Pawson,5 Norbert Perrimon1,2
Cellular signaling networks have evolved to enable swift and accurate responses, even in the face of genetic or environmental perturbation. Thus, genetic screens may not identify all the genes that regulate different biological processes. Moreover, although classical screening approaches have succeeded in providing parts lists of the essential components of signaling networks, they typically do not provide much insight into the hierarchical and functional relations that exist among these components. We describe a high-throughput screen in which we used RNA interference to systematically inhibit two genes simultaneously in 17,724 combinations to identify regulators of Drosophila JUN NH2-terminal kinase (JNK). Using both genetic and phosphoproteomics data, we then implemented an integrative network algorithm to construct a JNK phosphorylation network, which provides structural and mechanistic insights into the systems architecture of JNK signaling.
1 Department of Genetics, Harvard Medical School, 77 Avenue Louis Pasteur, Boston, MA 02215, USA.
2 Howard Hughes Medical Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02215, USA.
3 Cellular & Molecular Logic Team, The Institute for Cancer Research, 237 Fulham Road, London SW3 6JB, UK.
4 Institut de Biologia Molecular de Barcelona, CSIC (Spanish Council for Scientific Research), Parc Científic de Barcelona, 08028 Spain.
5 Samuel Lunenfeld Research Institute, Mount Sinai Hospital, 600 University Avenue, Toronto, Ontario M5G 1X5, Canada.