日前,,中國工程院院士、中國協(xié)和醫(yī)科大學校長,、中國醫(yī)學科學院院長,、中國工程院副院長劉德培教授在中國生物化學與分子生物學學會臨床應用生物化學與分子生物學分會成立大會暨第一屆臨床應用生物化學與分子生物學學術(shù)會議上作了題為《后基因組時代基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控研究》的主題報告。
劉德培教授在報告中指出,在讀出生物全基因組序列之后,,接下來的問題就是如何讀懂全基因組序列——首先是如何解析基因組及其所有可能的編碼基因,;其次是如何解析這些基因參與的表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)闡述所有基因的表達調(diào)控規(guī)律,,解釋生命的奧秘,。
在劉德培教授看來,讀懂基因組,,將是后基因組時代生命科學領(lǐng)域面臨的最具挑戰(zhàn)性的難題之一,。而在后基因組時代,功能基因組學研究的核心問題就是基因組的表達及時空調(diào)控,、模式生物比較基因組研究。
而對于基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究,,劉德培教授認為可以通過高通量實驗方法,、比較基因組學和數(shù)據(jù)分析來達成,。
對于未來,,劉德培教授應當著眼于不同模式生物基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的比較分析,、RNA介導的基因表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò),、表觀遺傳(epigenetic)信息的整合和從數(shù)據(jù)整合到系統(tǒng)生物學( systems biology)。
就基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的比較分析而言,,多種模式生物全基因組序列的獲得為基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的比較分析提供了一個重要基礎(chǔ),,在后基因組時代,可期望通過簡單的序列比較分析解析基因組中蘊涵的復雜順式調(diào)控信息,。
大量新研究證據(jù)顯示:RNA介導的基因調(diào)控廣泛存在于多種生物,。而MicroRNA則是基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的一個重要參與者,它類似轉(zhuǎn)錄因子,,是一類豐富的調(diào)控子。miRNAs和轉(zhuǎn)錄因子 都是反式作用因子,,通過結(jié)合一定的順式調(diào)控元件發(fā)揮它們的調(diào)控功能而表觀遺傳涉及非DNA序列富含信息的世代傳遞,。DNA或組蛋白的共價修飾負責傳遞表觀遺傳信息,而組蛋白密碼就是多種組蛋白共價修飾的相互作用?,F(xiàn)在人們將重大疾病分為單基因遺傳病,、多基因遺傳病(心腦血管病,代謝綜合征),、獲得性遺傳?。▊魅静 ⒏窝?、艾滋?。Ⅲw細胞遺傳病(惡性腫瘤),。研究證實,,表觀遺傳調(diào)控失常導致癌癥發(fā)生,。劉德培教授認為,,如何將DNA,、核小體和染色質(zhì)水平上的表觀遺傳調(diào)控信息加以整合,闡釋更加復雜的基因表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò)將是后基因組時代另一個重要的研究方向,,它會對重大疾病的預測,、預防,、診斷和治療產(chǎn)生深遠意義,。
還有就是從數(shù)據(jù)整合到系統(tǒng)生物學(systems biology)。運用高通量實驗技術(shù),,結(jié)合生物信息學分析,,基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能的解析取得了重要進展,然而,,仍需發(fā)展其它大規(guī)模實驗技術(shù),結(jié)合計算機和數(shù)學建摸方法,,對日益增長的基因表達調(diào)控相關(guān)零散而復雜的數(shù)據(jù)進行更深層次的整合 ,從系統(tǒng)的角度進行生命科學研究,。