這項(xiàng)發(fā)表在《Nucleic Acids Research》雜志、由西班牙國(guó)家癌癥研究中心( CNIO )領(lǐng)導(dǎo)的新研究顯示，多達(dá)20%的編碼基因可能根本沒(méi)有被編碼，因?yàn)樗鼈兙哂蟹蔷幋a或假基因(過(guò)時(shí)的編碼基因)的典型特征。編碼基因數(shù)量及其鑒定對(duì)于包括癌癥、心血管疾病等在內(nèi)的多種疾病的研究至關(guān)重要。因此這一最新結(jié)論隨之帶來(lái)的人類(lèi)基因組的縮小或會(huì)對(duì)生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)生重要影響。
編碼基因與非編碼基因
早期發(fā)現(xiàn)的基因多數(shù)是編碼蛋白質(zhì)的基因，即DNA序列通過(guò)一定的規(guī)則指導(dǎo)蛋白的合成。蛋白質(zhì)是地球上大多數(shù)生物體的必要組成成分，參與了細(xì)胞生命活動(dòng)的每一個(gè)進(jìn)程。DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程還有一個(gè)中間步驟，即RNA（核糖核酸），也就是以DNA為模板合成RNA，然后由RNA指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)。
除了用于指導(dǎo)合成蛋白的基因，即通常所說(shuō)的編碼基因，還有種產(chǎn)物是RNA的基因；后者不指導(dǎo)生成蛋白質(zhì)，而是以RNA的形式起作用，常被稱(chēng)為非編碼基因。非編碼基因通常起調(diào)控作用。以疾病防治為目標(biāo)的基因檢測(cè)通常針對(duì)蛋白編碼基因，但隨著對(duì)非編碼基因研究的深入，針對(duì)它們的基因檢測(cè)也越來(lái)越多。
編碼基因數(shù)目
自2003年人類(lèi)基因組測(cè)序完成以來(lái)，來(lái)自世界各地的專(zhuān)家一直致力于匯編最終的人類(lèi)蛋白質(zhì)組(基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)總數(shù))以及產(chǎn)生這些蛋白質(zhì)的基因。鑒于人類(lèi)基因組的復(fù)雜性以及我們有大約20，000個(gè)獨(dú)立編碼基因的事實(shí)，這項(xiàng)任務(wù)是巨大的。
研究人員分析了GENCODE / Ensembl、RefSeq和UniProtKB三大權(quán)威蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，詳細(xì)比較發(fā)現(xiàn)了22，210個(gè)編碼基因，但是3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)所有注釋中只有19，446個(gè)基因存在。
當(dāng)他們分析這些僅有一兩個(gè)參考注釋的2764個(gè)基因時(shí)，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)證據(jù)和人工注釋表明幾乎所有這些基因都更有可能是非編碼基因或假基因。事實(shí)上，這些基因連同另外1,470個(gè)編碼基因一起出現(xiàn)在三個(gè)參考目錄中，并沒(méi)有像典型的蛋白質(zhì)編碼基因那樣進(jìn)化。這項(xiàng)研究的結(jié)論是，這4234個(gè)基因中的大部分可能不編碼蛋白質(zhì)。
根據(jù)科學(xué)家的說(shuō)法，這項(xiàng)研究已得到驗(yàn)證。“我們已能夠詳細(xì)分析這些基因中的多數(shù)，”研究人員解釋道，“超過(guò)300個(gè)基因已經(jīng)被重新歸類(lèi)為非編碼基因。“這些結(jié)果已經(jīng)被包括在GENCODE數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)人類(lèi)基因組的新注釋中，CNIO研究人員是該機(jī)構(gòu)成員。
這項(xiàng)工作再次凸顯了對(duì)人類(lèi)基因組測(cè)序15年后人類(lèi)細(xì)胞中真基因數(shù)量的懷疑。盡管最近的數(shù)據(jù)表明編碼基因數(shù)量可能超過(guò)20，000個(gè)，但這項(xiàng)研究的第一作者Federico Abascal說(shuō):“我們的證據(jù)表明，人類(lèi)可能只有19，000個(gè)編碼基因，但我們?nèi)匀徊恢朗悄?9，000個(gè)基因。”
基因組規(guī)模重要嗎？
其實(shí)，人體內(nèi)僅有1%的基因控制著我們正常生活所需的蛋白質(zhì)表達(dá)，其余7%的基因僅僅起基因調(diào)控作用，當(dāng)然它們也同樣重要。人類(lèi)生物復(fù)雜性的來(lái)源，更多在于基因的選擇性表達(dá)，而非基因的數(shù)量；基因組規(guī)模的大小對(duì)生物的遺傳性狀影響其實(shí)并不大。事實(shí)上，人類(lèi)與靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物在基因和蛋白質(zhì)水平上的差異非常小，而靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物之間的生理和發(fā)育差異很可能是基因調(diào)控而非蛋白質(zhì)功能導(dǎo)致的。
因此，確定人類(lèi)基因組的準(zhǔn)確數(shù)目固然重要，但關(guān)于人類(lèi)基因的研究，我們還有更多因素要考慮。如在掌握了對(duì)基因“動(dòng)手術(shù)”的神奇技能后，人類(lèi)對(duì)大自然創(chuàng)造的各種動(dòng)植物的基因修改，盡管有些性狀確實(shí)極大滿(mǎn)足了人類(lèi)需求，但由于我們對(duì)于基因的認(rèn)知尚存在局限，未來(lái)經(jīng)過(guò)基因修改的基因工程作物等隱憂(yōu)或許依舊存在。基因“污染”如果真的發(fā)生，我們又如何保證這19，000個(gè)基因的正常功能呢？或許這也是除了簡(jiǎn)單獲得一個(gè)基因數(shù)字外，人類(lèi)更應(yīng)關(guān)注的另一問(wèn)題。
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