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人类基因新理论表明无人知晓有多少基因

 医学abeycd 2019-07-04

最近研读《全球基因治疗研究报告》(750页),希望体会一下“基因治疗时代”的到来。正准备踌躇满志拥抱“基因时代”,《自然》又刊发了新观点:关于人类基因新理论又辩论起来了!我们对基因知之甚少!至今无人知晓有多少

第九届中美临床与转化医学国际论坛:

座谈交流

从《全球基因治疗研究报告》看“基因治疗时代”到来,

如何准备和参与?如何领跑?

从肿瘤到遗传病的基因治疗,

中美各自优势在哪里?

如何合作共赢?

基因治疗意味着趋向精准,

是否人人获益?

如何破解天价基因药的窘境?

在过去20年里,科学家完成了人类全基因组测序和疾病基因突变测序。遗憾的是至今基因学家和医学家仍无法确定哪些基因或突变涉及哪一疾病或特征,诠释测序结果仍然莫衷一是。

尽管科学家完成了人类全基因编码测序工作,诠释基因编码依然是个“谜”!

据说最初尝试把人类基因编码解密的设想是一帮来自著名冷泉港实验室的科学家和遗传学家,他们聚在酒吧里喝酒闲侃突发奇想。今天再看是否就是无稽之谈?或许我们根本无法解密人类的遗传基因密码。

2000年,当人类基因组测序项目书还起草时,还是遗传学家和生物医学家在一起打赌猜测“人类到底有多少基因?赌注从数万上升至数十万美金。

20年后的今天,基因学家仍然无法回答“人类到底有多少基因?” 最重要的是,这个问题的答案直接影响了理解哪些基因突变与疾病相关?谁又是主谋?参考:|必读|重新思考癌症的起源: 是“基因病”, 还是“代谢性疾病”

最近BioRxiv基因数据库中又公布了几百人生物样本数据信息,包括近5,000个以前从来未发现过的基因,其中有近1200个基因具有指导合成蛋白质的功能,这使得具有指导蛋白质制造功能的基因超过了21,000个基因编码序列。

这一结果让许多遗传学家更难想象究竟还有多少新基因编码尚未被确定出来。这也让整个医学界深感“基因治疗时代”或许为时尚早。我们对识别新基因(具有指导蛋白质合成功能)犹如瞎子摸象,甚至确定一个基因编码具有什么生物学功能还很幼稚无知。

美国约翰·霍普金斯大学计算生物学家Steven Salzberg教授不无感慨地说“科学家们一刻不停地努力了20年,至今仍没有确切答案”。

由于采用不同的基因测序技术和分析方法,除了常识性标准化误差,最新数据统计和计算方法为定义基因编码和测序确立了共识性标准(建议)。

例如,Salzberg领导的研究小组应用来自基因型组织表达(GTEx)项目的数据,该项目有上百个人体 30多种不同组织的RNA测序编码数据。RNA是DNA和蛋白质之间的“中介”。

研究人员希望借此来确定编码蛋白质的基因编码,以及在细胞中那些不发挥重要作用的基因。他们组装了GTEx的900亿多个小RNA片段,并与人类基因组编码进行比对。

但是,仅仅一段DNA被表达为RNA并不一定意味着它是一个功能性基因编码。为此,他们又进一步比较其他物种基因组编码,由此来推断生物相关共享的基因编码,那些共有的基因很可能因进化而被保留下来。

Salzberg教授说“或许多少年后,我们才能理解人类基因与蛋白质直接的对应关系,包括编码序列等。”

棘手问题依然棘手难解

许多科学家表示,需要更多证据确定所谓指导蛋白质的基因编码的准确性。EBI计算生物学家Adam Frankish和他的小组在测验100个由Salzberg团队确定的蛋白质编码基因。通过反复评估,只有一个似乎是真正的蛋白质编码基因。这简直是彼此开玩笑或南辕北辙、互不相信。全球其他基因学家的相互验证结果也总是磨棱两可的结果。

原因或问题可能出在哪儿?首先是定义基因的不精确和不断变化。生物学家过去把基因视为编码蛋白质的DNA序列,后来明白了,一些非编码RNA分子在细胞中也具有重要作用。

判断哪些是重要的 - 应该被视为基因?仍然有争议,这就是今天生物基因学领域的真实现状,新的辩论又开始了。

最后,生物学家、遗传学家,基因学家和医学家达成共识:“生物,特别是人类遗传物质和机制极为复杂,我们所知仅是皮毛而已。”

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