兩項新研究通過鑒別那些發(fā)生交互作用時功能因素占主導(dǎo)的基因產(chǎn)物之間的親密關(guān)系,，成功了解決了合成基因交互作用的復(fù)雜性問題。
通常,，“交互作用(interaction)”一詞會使人聯(lián)想到免疫沉淀反應(yīng)和雙雜交篩選法,，因為它們是衡量物質(zhì)相互作用的直接工具。但是,，由加拿大多倫多大學(xué)幾個實驗室組成的聯(lián)合小組目前開發(fā)的卻是另一種含義的“交互作用”,，即合成基因的交互作用,。已有大量研究揭示了有關(guān)酵母生存的必需基因和非必需基因，所謂非必需基因是指“其功能上至少部分是多余的”,，在同一代謝途徑中其它基因能部分地彌補它們的功能,。通過對那些引發(fā)致命性傷害的次級突變的鑒定，人們可以發(fā)現(xiàn)合成性的在功能上具有交互作用的相關(guān)基因,，它們的產(chǎn)物具有相互協(xié)作的功能,，但是它們并不發(fā)生物質(zhì)上的交互作用。
上述解釋是酵母合成基因陣列(SGA)的理論基礎(chǔ),。SGA上面有一套查詢基因突變體,，用于檢測一個規(guī)模更為龐大的突變體陣列，以鑒定出那些僅僅在集合狀態(tài)才出現(xiàn)致死效應(yīng)的配對體,。這些研究顯然對那些所謂的必需基因產(chǎn)生了疑問,，因為它們并不容易被關(guān)閉掉。幸運的是,，該研究小組的兩位負(fù)責(zé)人Charlie Boone和Timothy Hughes此前已經(jīng)開發(fā)出了一些酵母突變種系，它們的必需基因的表達可以通過藥物抑制因子和溫度抑制因子進行調(diào)控,。多倫多大學(xué)的這一聯(lián)合研究小組利用這些種系,，建立起了一種大規(guī)模的SGA試驗，他們使用的是16種必需基因突變體和14種非必需基因突變體所構(gòu)成的混合型查詢系列,，目標(biāo)是檢測575種必需基因突變體,。在Hughes看來，這些實驗是十分成功的,，發(fā)生交互作用的數(shù)量超過了預(yù)期的五倍,。他們的交互作用網(wǎng)絡(luò)也表明存在著一個顯著的分布模式，其中必需查詢基因構(gòu)成了交互作用的關(guān)鍵節(jié)點,，比起非必需查詢基因具有更多的連結(jié),。
沿著上述工作的思路，Charlie Boone和Brenda Andrews兩個研究者與英屬哥倫比亞大學(xué)的Phil Hieter研究小組合作,，將其研究目標(biāo)更為聚焦在SGA方面,；他們使用合成相互作用分析方法，希望鑒別出在細胞分裂過程中有關(guān)染色體分離的基因,。然而,，他們現(xiàn)在用合成劑量致死因子(SDL)篩選法來作為合成致死篩選法的補充，來鑒定雙突變是否發(fā)生,，查詢蛋白質(zhì)的過度表達在這里會誘發(fā)致死效應(yīng),。兩套篩選方法都能產(chǎn)生有用的數(shù)據(jù)，而且也不多余,。“很顯然,，我們希望重疊的數(shù)據(jù)豐富些,，事實上也確實這樣......但它相對量還是小些，” Andrews說：“因此,，我們得到的信息是,，這些方法真的是探測了不同的東西，那真是一個驚奇啊!”
Andrews指出,，他們也希望將SDL篩選法應(yīng)用到必需基因群體的其余部分,；Hughes指出，很多工作仍需要進一步去做,，因為他們第一遍的SGA查詢僅僅覆蓋了1%的酵母必需基因,。但是，研究者深信,，如果將這些技術(shù)在更廣的范圍內(nèi)加以應(yīng)用,，他們將能發(fā)現(xiàn)功能基因組的價值原則和信息原則，其中的一些也許為更高級的真核細胞所擁有,。而且,，相對“寂靜”的必需基因的突變與次級突變之間發(fā)生有害性交互作用時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，能證明與下列問題具有相關(guān)性,，即“理解在基因劑量中等位基因的細微變化對于更大范圍內(nèi)的基因網(wǎng)絡(luò)甚至多細胞生物體是如何產(chǎn)生影響的”,。
“那真是通常意義上的有關(guān)基因交互作用的重大問題之一，” Hughes說：“這些原則是如何適用于動物的,，例如必需與非必需之間的對比,。我認(rèn)為，我們很可能可以接近那一目標(biāo),，雖然并不容易,，并不廉價......但對我來說，那將是有關(guān)長期效應(yīng)的最佳示范,。”
注：夏雨譯自2005年11月號的《自然-方法學(xué)》,，版權(quán)為英國NPG出版集團所有。更多信息請訪問：http://www.natureasia.com/ch/naturemethods
