將RNA干涉法和自動高通量篩選法結合起來進行應用的前景非常廣闊。但是,,首次對一種動物的基因交互作用進行大范圍的系統(tǒng)測試表明,,手工方法仍然比精密的自動化篩選方法具有更多的優(yōu)勢,。
很多疾病的發(fā)生源于多基因突變,,雖然這是一個不爭的事實,但是,,目前可用于解釋在復雜生物體內導致不同顯型出現(xiàn)的遺傳交互作用的活體數(shù)據(jù)卻很少,。在很大程度上的原因是因為與酵母和細菌相比,對動物進行遺傳操作并不容易,。但是,,RNAi正使得對動物進行大范圍的基因篩選變得可行起來。
因為RNA干涉(RNAi)能減少一種特定基因的表達,,所以它能夠被用于培育假的基因剔除動物,,雖然這些動物仍擁有該目的基因,但它們卻具有像真正的基因剔除動物一樣的顯型,。訣竅在于要能夠將小的干涉型RNA有效地運送到該動物身上,,并且要能很快地篩選出這些顯型來——線蟲對于這兩種標準來說,都是絕對符合的,。
Andrew Fraser在Julie Ahringer的實驗室工作時,成了一名使用RNAi進行線蟲篩選的專家,。在他剛剛發(fā)表的有關工作中,,這些技術被用于對大約6萬5千對基因的基因交互作用進行系統(tǒng)的測試。也許你認為,,要進行如此大范圍的試驗一定需要開發(fā)出一種復雜的自動化技術,,但實際上你錯了。
事實上,,該試驗的方法學上的主要變化是用96眼液體網(wǎng)格替代了瓊脂平板,,用于將包含有干涉型RNA的小型細菌喂給線蟲。讀出的結果是什么,?這里,,他們要觀測的是蠕蟲,。正如Fraser所言,“我總是傾向于在尋找高端技術之前使用低端技術,。我想驗證的是,,如果我們做了這些篩選,那么在我建立起一個非常精明的方法做它之前,,它可以提供給我們一些具有明確生物學意義的數(shù)據(jù),。”
活體篩選要實現(xiàn)自動化,要遠比細胞系篩選實現(xiàn)自動化更為困難,。“活體的問題是,,直到你看了這些數(shù)據(jù),你才會確信你應當尋找些什么,。你能丟失掉很多奇怪的顯型,,因為在前面你沒有告訴你的機器如何計算它們——教會一個機器找到意外的東西是很困難的,那是些你用眼睛幾乎無法錯過的東西,,”Fraser說,。
手工試驗不僅僅能夠檢測到那些自動化方法可能錯過的顯型,奇怪的是,,它還能加快速度,,原因在于人眼要觀察到野生顯型僅僅需要看一眼就可以了,而對于計算機來說,,需要先獲取圖像,,接著再進行分析才能完成。Fraser評論說:“手工方法對于這種情況來說,,真是具有神奇的速度,,而且并不存在著我們自動接近的東西。”
Fraser及其同事利用這種低端技術,,從大約6萬5種被測試的基因對中鑒定出了349種基因交互作用,。這就意味著,成對的基因重組在可能導致無活性的顯型發(fā)生方面是單個基因突變的很多倍,。而且,,這僅僅看的是那些具有最高可信度的點擊數(shù)。
為了試圖找到那些表現(xiàn)更弱的基因交互作用,,F(xiàn)raser現(xiàn)在正著手構建一種自動化的圖像分析系統(tǒng),。他解釋說:“目前我們至少具有了測試裝置,因此我們知道這一篩選工作進行得如何,,它帶給了我們什么,,而且它值得做。”但是,,F(xiàn)raser隨即補充說,,即使他們獲得的這一自動化方法的實際效果很好,,他們仍將可能進行一個快速的手動篩選試驗作為第一步,然后再使用自動化的篩選方法以定量的方式進行所有的重復試驗,。
那么,,在投入時間和精力用于一些效果并不如預期的事情之前,做一種落伍的手工試驗是否合適呢,?這一問題對于研究人員在接著進行高通量篩選試驗之前,,進行認真的思考或許很有價值。
注:夏雨譯自2006年9月號的《自然-方法學》,,版權為英國NPG出版集團所有,。更多信息請訪問:http://www.natureasia.com/ch/naturemethods