兩項(xiàng)新研究通過鑒別那些發(fā)生交互作用時(shí)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(huì)使人聯(lián)想到免疫沉淀反應(yīng)和雙雜交篩選法，因?yàn)樗鼈兪呛饬课镔|(zhì)相互作用的直接工具,。但是,，由加拿大多倫多大學(xué)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)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(bǔ)它們的功能。通過對(duì)那些引發(fā)致命性傷害的次級(jí)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(cè)一個(gè)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(duì)體,。這些研究顯然對(duì)那些所謂的必需基因產(chǎn)生了疑問，因?yàn)樗鼈儾⒉蝗菀妆魂P(guān)閉掉,。幸運(yùn)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(dá)可以通過藥物抑制因子和溫度抑制因子進(jìn)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(yàn)，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(cè)575種必需基因突變體,。在Hughes看來，這些實(shí)驗(yàn)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(gè)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(diǎn),，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(gè)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(xì)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(bǔ)充,，來鑒定雙突變是否發(fā)生,，查詢蛋白質(zhì)的過度表達(dá)在這里會(huì)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(shí)上也確實(shí)這樣......但它相對(duì)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(cè)了不同的東西,，那真是一個(gè)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(jìn)一步去做,，因?yàn)樗麄兊谝槐榈腟GA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(jià)值原則和信息原則,，其中的一些也許為更高級(jí)的真核細(xì)胞所擁有,。而且，相對(duì)“寂靜”的必需基因的突變與次級(jí)突變之間發(fā)生有害性交互作用時(shí)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(xì)微變化對(duì)于更大范圍內(nèi)的基因網(wǎng)絡(luò)甚至多細(xì)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(dòng)物的,，例如必需與非必需之間的對(duì)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(jià)......但對(duì)我來說,，那將是有關(guān)長(zhǎng)期效應(yīng)的最佳示范,。”
注：夏雨譯自2005年11月號(hào)的《自然-方法學(xué)》，版權(quán)為英國(guó)NPG出版集團(tuán)所有,。更多信息請(qǐng)?jiān)L問：http://www.natureasia.com/ch/naturemethods
