新技术快速识别酵母基因功能

　　

    [生物通消息] 来自Johns Hopkins大学和Rosetta Inpharmatics公司的研究人员宣布，综合10年的研究进展，他们找到了一种可以即时 研究酵母全长基因组的新方法。通过这种方法研究的是基因有什么功能，而不仅仅是根据序列判断它们是否可能是一个基因。

    科学家把超过4600种酵母的突变体混合到一起，每种突变体都缺少一个不同的基因。把这些混合到一起的突变体放到可以检测它们 修复 DNA能力的环境中，这样研究人员就可以通过生物芯片技术区分每一突变体是如何活动的。有关研究结果发表在2001年12月21日期的《科学》杂志上。

    研究人员说，他们使用的技术把最初已用于识别出许多基因的经典遗传学实验技术与目标为确定基因功能的现代高科技基因组学方法结合起来，相当于“功能”生物芯片技术。

   “酵母基因组已测序完毕，人类基因组的测序也已完成草图，这对研究基因组功能是一个极大的推动。”Johns Hopkins大学的分子生物学和遗传学教授Jef Boeke博士说。“我们用这种方法检测了酵母 修复DNA的能力，这种方法还可用于识别许多与其它细胞过程有关的基因，它将极大地加快我们了解基因功能的步伐。”

    有大约6000个酵母基因是已知的，多亏全世界科学家们的共同努力，每一基因的突变体都被创制出来，其中最主要的贡献者当数Boeke实验室。要观察突变体是否能够在某一给定环境中持久生存并不难，科学家就是通过这种方法估测突变基因的功能的。但直到现在，每一突变也还是必需独立地一一检测。

    要同时检测现有这4600多个突变体 （其他的基因突变是致死性的，与培养条件无关，所以不考虑在内），就要依赖于由Rosetta Inpharmatics的研究人员Dan Shoemaker设计的"条形码（barcode）"系统了，通过这个系统识别突变体就象通过通用产品条形码识别包装食品的商标和规格一样简单。

    有关这种独特的遗传条形码的首次报道出现于1996年，它把20个碱基长的DNA插入到每一突变体的 基因组内。现在，Shoemake已创制出现存所有酵母突变体的条形码。而且，他还开发了一种可以充当“校验扫描仪”的芯片来读取这些条形码。

    生物芯片是指有成千上万个小点按一定阵列整齐地分布在大约有1美元纸币四分一大小的玻片上，每一点都有一个独特的“传感器”——即一段精确匹配某一条形码的DNA链。扫描仪通过读取芯片上的每一点来确定哪个传感器匹配条形码。

   “食品店里的常规校验扫描仪一次只能读取一个条形码，但芯片却可以一次读取所有的条形码。”Johns Hopkins大学医学院一个新成立的芯片实验室的副主任Boeke说。实验室将很快对外开放，提供客户服务。实验室最初由医学院的细胞工程研究院资助。实验室的另一位主任是医学院McKusick-Nathans遗传医学研究院的Forrest Spencer博士。

    为证明他们能够利用条形码识别混合到一起的突变体，Boeke将研究的重点放在如何让细胞修复DNA上，这是一个对于免疫系统和预防癌细胞形成十分重要的过程。对于他们的酵母实验而言，这个过程对于酵母的存活同样十分重要。

   “我们对酵母如何切断DNA双链，又如何将它们复原很感兴趣，因而我们用这项技术来研究所有的酵母突变体来找到那些不能“修复”DNA检测片段的突变。”Boeke解释说。他的实验由美国国家卫生院资助。

    Boeke实验室的一名研究生Siew Loon Ooi检测了双链都被切断的DNA的修复过程。如果双链是在同一位置被切断，DNA可能就无法复原了。科学家们把能够 打断DNA的物质加入到酵母中，从而检测了突变体修复这些DNA断片的能力。

    实验发现，如果突变基因是修复DNA断片所必需的，那么该突变体就会死亡，它们的条形码就不会出现在经过分析的芯片上。除了识别出与DNA 修复有关的基因，Ooi还发现一个命名为NEJ1的新基因对修复过程也十分重要。另外两个研究小组也报道了他们用其它方法发现NEJ1的重要作用。

    Boeke指出，虽然这个方法可以在给定环境中识别重要基因，但要查明这些基因究竟是如何工作的，还需要详细地检查这些基因和它们的突变体。文章的署名作者为Boeke、Shoemaker和 Ooi 。

生物通摘译自BIO.COM 2001-12-26，版权所有，转载请注明出处