Nature子刊：左右抑癌基因的“假”基因

　　

生物通报道  人类基因组中有一些小DNA片段，尽管它们的序列与各种基因的DNA序列几乎完全相同，长期以来却被视作是非编码的“垃圾”DNA。因此被称作为“假基因”（ pseudogene）。

现在，来自斯克里普斯研究所(TSRI)的科学家们在其领导的一项新研究中，揭示了假基因调控一种称作为PTEN的癌症相关基因活性的机制。研究结果表明可以通过靶向假基因来控制PTEN活性。相关论文发表在最新一期的《自然结构和分子生物学》（Nature Structural & Molecular Biology）杂志上。

该研究小组的研究结果表明假基因具有比我们从前所认为更大的作用。这一研究发现改变了我们对于活细胞内部全貌的认识，为以多重、重叠、互作为特征的已颇为拥挤的基因网络拓扑图添加了新的一层复杂性。

斯克里普斯研究所研究小组负责人Kevin Morris说，了解假基因相互影响及控制人体中基因网络的机制，可能会促成新的途径解决由于这些基因网络破坏引起的相关疾病。

“这提高了我们对于癌症中基因调控机制的认识，以及现在我们有可能如何才能控制它们，”Morris说。

起作用的基因和假基因

十年前，人类基因组计划解码了我们整个DNA序列。人类基因组计划的焦点主要集中于基因——编码蛋白质，由此支配和调控所有生物功能过程的遗传序列。然而这些基因只是基因组的一小部分。人类基因组中的绝大部分DNA都是不会生成蛋白质的非编码序列。

在分子生物学的早期，科学家们推测这些大量的DNA片段不具有活性，因而将它们称之为“垃圾”。而构成大片非编码DNA的假基因，被视作为是垃圾的一部分。虽然它们与基因相似，却不编码蛋白质。

新研究结果驳斥了这一观点，表明这些遗传物质在控制人类基因活性中起深远的作用。这种基因控制的获得或丧失可造成健康和疾病组织差异。例如，在癌症中，某些基因变得更为活跃，而另一些通常情况下应该停止癌性生长的基因却受到抑制。

在新研究中，Morris和同事们发现，假基因可以影响人类基因PTEN的活性。PTEN长期以来与癌症相关，被归类于“肿瘤抑制”基因，表明它具有阻止肿瘤生长的能力。但是在许多类型的癌症中，PTEN基因被关闭，使得肿瘤肆意生长。

有趣的可能性

Morris和同事们发现，与PTEN享有相同序列的假基因，能够以两种方式调控PTEN基因：或是通过抑制PTEN基因启动子来抑制它，或是借助PTEN靶向性调控micro-RNAs，在基因转录物表达后影响PTEN蛋白。

一些公司已经开始寻找诸如PTEN假基因等作为潜在新药的靶点。新工作提供了一个原理证明，靶向假基因可以调节实验室中培育的癌细胞生长。

相同的原理或许也适用于其他的某一正常人类基因发挥异常活性的疾病，或是感染性疾病，作为一种途径关闭属于某些病毒或细菌的一些关键基因。

Morris指出，控制假基因目前还存在许多的实际问题。设计一种直接靶向假基因的药物，以当前的技术给药将成为一个难题，因为这要求将这些药物传递至精确的细胞，而不波及其他。这些药物对于健康组织有可能是有毒的。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

'A pseudogene long noncoding RNA network regulates PTEN transcription and translation in human cells', Per Johnsson, Amanda Ackley, Linda Vidarsdottir, Weng-Onn Lui, Martin Corcoran, Dan Grandér och Kevin V. Morris, Nature Structural and Molecular Biology, AOP 24 February 2013, doi: 10.1038/nsmb.2516. Embargoed until 24 February 2013 at 1800 London time / 1900 CET / 1300 US Eastern time.