生物谷報(bào)道:離2000年6月人類基因組計(jì)劃宣布完成了基因組序列“工作框架圖”已經(jīng)有近6年時間了,,但是遠(yuǎn)不如當(dāng)初科學(xué)家們預(yù)想的那樣,,知道了人類的全部遺傳信息,即基因組序列,,就可以任意控制人的生老病死,。實(shí)際上,根本不是,,基因組學(xué)雖然在基因活性和疾病的相關(guān)性方面為人類提供了有力根據(jù),但實(shí)際上大部分疾病并不僅僅是因?yàn)榛蚋淖兯斐?。還與基因表達(dá)等相關(guān),,并且,基因的表達(dá)方式錯綜復(fù)雜,同樣的一個基因在不同條件,、不同時期可能會起到完全不同的作用,,關(guān)于這些方面的問題,單純的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)是無法回答的,。
早期的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)僅能回答基因組的堿基構(gòu)成,,但無法回答疾病的形成。因此,,如果將以前的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)稱為基因組學(xué)的話,,現(xiàn)在的進(jìn)展則屬于后基因組學(xué),這一概念便誕生了,。
就最近幾年而言,,后基因組學(xué)主要包括三大領(lǐng)域:功能基因組學(xué),HapMap,,蛋白質(zhì)組學(xué),。
在功能基因組學(xué)中,實(shí)際已避開過去一味從堿基入手的模式,,而是從功能上,,或疾病或環(huán)境上入手,以某一典型的改變進(jìn)行研究,,從而逆向得知其基因的改變狀況,,從而找出這一因素或疾病與基因組的對應(yīng)關(guān)系,再通過群體的統(tǒng)計(jì)模型,,從而了解基因組中不同基因在疾病或該因素中的權(quán)重關(guān)系,,從而了解到疾病與基因組關(guān)系,進(jìn)而通過人為改變基因表達(dá)的模式,,從而干預(yù)或治療疾病,。其中有很多分支,如藥物基因組學(xué),,環(huán)境基因組學(xué),,腫瘤基因組學(xué),免疫基因組學(xué),,中醫(yī)證候基因組學(xué)等,。從近幾年成果來看,目前已從線性角度得出了基因組與疾病的一些關(guān)系,。如不同的實(shí)驗(yàn)室篩選出大量與腫瘤形成或遷移相關(guān)的基因,。然而,這些研究成果依舊令科學(xué)家們困惑,。因?yàn)椴煌瑢?shí)驗(yàn)室會得出完全不同的結(jié)果,!為什么同樣一種疾病會有完全不同的基因表達(dá)模式,?實(shí)際上,生物谷專家認(rèn)為,,基因表達(dá)不是線性的,,而是網(wǎng)絡(luò)的,相互作用的,。同樣一種疾病,,由于個體因素的不同,導(dǎo)致人體的基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)不同的改變,,這此改變的特征雖不同,,但終究是同一目的--抵抗疾病。同樣,,不同的疾病可能會出現(xiàn)相同的基因表達(dá)模式,。雖然現(xiàn)在沒有取得良好的進(jìn)展,但是隨著將來的發(fā)展,,功能基因組學(xué)將整個揭示生命的所有遺傳信息轉(zhuǎn)移到在分子整體水平對功能的研究上來,。
Hapmap計(jì)劃則主要是基因于全基因組的SNP進(jìn)行研究,分析疾病與SNP之間的關(guān)系,,這一研究對于遺傳疾病或有遺傳背景的疾病來說,,是十分利好的信息。SNP可能是對某些疾病具有易感性的重要原因,。最新的研究也確實(shí)表明,,全基因組的SNP監(jiān)測有助于對某些疾病的預(yù)測和診斷。
另外,,最新就是蛋白質(zhì)組學(xué),。不同于基因組是由DNA——只含有4種堿基的簡單線性分子組成,蛋白質(zhì)是一種由20種氨基酸的不同成分組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu),,而且更重要是由于不存在度量修飾蛋白質(zhì)種類的尺度,,人們也許永遠(yuǎn)不能像確定基因組核苷酸序列那樣,準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出生物體內(nèi)蛋白質(zhì)組的蛋白質(zhì)總數(shù),,更別提各種蛋白修飾手段,。
目前在蛋白質(zhì)組學(xué)中采用的手段,如雙向電泳,,質(zhì)譜分析等等,,還僅僅是初略的,較為宏觀的分析,,實(shí)驗(yàn)上機(jī)體內(nèi)存在的蛋白質(zhì)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一個雙向電泳膠上那些點(diǎn),。而且蛋白質(zhì)的變化更是難以捉磨。有些蛋白的功能與其表達(dá)量有關(guān),,而有些則是與其磷酸化,、乙?;蚣谆嘘P(guān),,而與量關(guān)系并不大,,而現(xiàn)有的研究手段來說,對于分清哪些蛋白質(zhì)在疾病或癥狀中取到主要作用,,其研究復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于功能基因組學(xué),,而且成本也非常高。目前的研究僅僅提供一些初步的認(rèn)識和結(jié)果,,或者說,,現(xiàn)有的手段僅僅是傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)表達(dá)研究的延伸和強(qiáng)化,還算不上真正意義上的蛋白質(zhì)組學(xué)的研究,。
而更為復(fù)雜的,,細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)構(gòu)成了復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)相互作用,,構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)圖譜的形式更是千千萬萬,。網(wǎng)絡(luò)之間的相互影響不是線性的,而是立體的,!現(xiàn)有的一切研究手段還不能對信號的定量,,定位有很好地闡述。現(xiàn)有的蛋白質(zhì)組學(xué),,可以稱為是結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)的研究,,還沒有達(dá)到功能性蛋白質(zhì)組學(xué)水平,更沒有達(dá)到網(wǎng)絡(luò)蛋白質(zhì)組學(xué)層次,。
但對于將來而言,,解決細(xì)胞內(nèi)的信號的定位,cascade,,定量的傳導(dǎo),,以及信號網(wǎng)絡(luò)間的相互作用關(guān)系這是研究的重點(diǎn),只有徹底了解到蛋白質(zhì)分子的定量,,定位,,以及時間性三個因素,我們才能真正意義上了解蛋白,。
因此,,我們認(rèn)為,“后基因組時代到來”的說法尚為之過早,,中科院北京基因組研究所于軍在《2004科技中國》指出,,“基因組學(xué)研究雖然已經(jīng)使科學(xué)家們獲取了包括人在內(nèi)的近千個物種的“生命藍(lán)圖”,但地球上現(xiàn)存物種近億,,大大小小的生物無一例外都有個基因組,,對于眾多基因組待測的物種而言,,只有在基本遺傳學(xué)信息獲取后才有可能這樣定義”,“基因組學(xué)研究是一個綜合性,、整合性的研究,,需要逐漸轉(zhuǎn)變成一門真正的基礎(chǔ)科學(xué),長期發(fā)展,。”
因此可以說人類基因組學(xué)還需要從橫向縱向多方面延伸,,從國際人類基因組大會今年的內(nèi)容就可以一瞥這種趨勢:今年在芬蘭首都赫爾辛基舉行的國際人類基因組大會議題就包括了表觀基因組、感官遺傳學(xué),、個人基因組,、RNA干擾、比較基因組學(xué),、基因組的多樣性和差異性,、腫瘤基因組學(xué)、綜合性疾病基因?qū)W等等內(nèi)容,。
要想獲知人類自身的奧秘,,不僅科學(xué)家們要走了路還很長,各國政府在戰(zhàn)略方面也要有深謀遠(yuǎn)慮,,我國在十五”期間將人類基因組的研究與開發(fā)工作列為十二個國家重大科技專項(xiàng)之一“功能基因組與生物芯片”的重要內(nèi)容,,投入了6億元,主要開展重大疾病,、重要生理功能相關(guān)功能基因,、中華民族單核苷酸多態(tài)性的開發(fā)應(yīng)用、與人類重大疾病及重要生理功能相關(guān)的蛋白質(zhì),、重要病原真菌功能基因組等方面的研究與開發(fā),。但是坦白說要將投進(jìn)去的錢轉(zhuǎn)變成可見的東西,國內(nèi)科學(xué)家和政府決策者們還需要再深入思考,。
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