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主题：【文摘】复旦26岁研究生破“基因天书”密码 震惊世界 -- Melon
家园 【文摘】复旦26岁研究生破“基因天书”密码 震惊世界 有行家能评论一下吗?
万维读者网上官天乙综合报道：上海新闻晨报消息，复旦大学的科研人员最近找到了一种更为高效、快速地破解“基因天书”的“密码”，这意味着人类大规模、逐一了解3万个基因中每个基因的功能、并找到基因疾病的根源将不再那么遥不可及。
据悉，该项轰动世界、被称为“里程碑式发现”的科研成果已由国际顶尖生命科学杂志《细胞》在线刊登，并将刊登在8月12日《细胞》杂志的封面，相关技术已申请国际专利。更令人意外的是，该项目的第一作者是仅仅只有26岁的研究生丁澳。
破解天书的密码名叫“PB转座因子”。复旦的科学家通过3年的研究发现，这种源于飞蛾的“密码”能直接插入哺乳类动物的基因中并保持活性、导致基因突变。有了“PB转座因子”这个特殊“密码”的帮助，复旦大学发育生物学研究所所长许田教授说，以后通过多次实验，3万多个基因中具体哪个基因“负责”人体的哪些基本功能，也将可能得以明确。而哪些基因与人类身高有关、哪些又与衰老有关……有了对这些基本功能的把握，针对调控这类基因的研究就更能有的放矢。
解读基因天书、试图从中窥出人类生老病死的奥秘，全世界科学家多年来都在不懈努力。过去30多年里，全世界科学家花费了大量人力财力，才对约10%的哺乳动物的基因有所了解。而复旦的研究人员则用了不到一年的时间，就培育出了约1%基因的突变小鼠，并对这1%的基因功能有了基本的了解。 “两者一对比，就显示出用新方法将让‘基因天书’解读得更快”，许田教授介绍说。
据悉，在现有发现的基础上，复旦大学已经启动了大规模小鼠功能基因组计划，希望通过小老鼠来大范围地了解各种人体疾病的致病基因，并将基因突变的小老鼠作为治病模型探索从而寻找根治手段。研究人员说，“这既包括了发明治病药物，也包括了找到基因突变的机理，这样就可从中切断基因突变进程。”
前沿课题加速研究生成才
另据上海文汇报报道，解读人类基因组计划发现的大约3万个基因，如果由两个人来检测，需要1万5千年；采用复旦大学发育生物学研究所科研人员最新发现的方法，花费的时间可以缩短到原来的三百分之一左右。
在复旦大学发育生物学研究所的实验室里，一群荧光红小鼠，周身散发着鲜艳的红色荧光，还有一些绿莹莹的绿小鼠。这就是把PB转座因子携带具有荧光的基因片段后插入白色小鼠的生殖细胞基因，导致的小鼠体色的变化。这在自然界是不可能出现的。
转座因子是一类可以进入基因组内不同位置的基因载体。科学家可以利用它们插入基因导致基因突变，或者让它们携带外来基因插入研究对象的基因后导致的变化来了解基因功能，也可以利用它们来培育转基因生物。人类等哺乳动物自身的基因组含有大量转座因子序列，但是大多数在进化过程中失去了活性，即使是人工复活后，效率也很低下。
此次复旦大学发现的PB转座因子源于飞蛾，通过这个转座因子插入小鼠和人类细胞的基因，可以发现小鼠不同基因的功能。这也是世界上首次创立的高效实用的哺乳动物转座基因系统。过去全世界一直在寻找合适的转座因子用于基因研究，但没有成功。此次复旦大学发现的转座因子不但可以进入小鼠基因组，还能带入大片段的动物基因。
“别人试了几十年都没有成功，我们也试了好多种转座因子，当我们发现PB转座因子的功能时，简直太兴奋了，这个课题从设计、操作以及数据收集都是我做的，这对我来说是不可多得的经历。”论文第一作者丁澳说起研究过程感触颇深。
复旦大学发育生物学研究所由旅美华人学者许田、韩珉和庄原共同创立。目前，以PB转座因子技术体系为依托，大规模研究基因功能的小鼠功能基因组计划已经在复旦大学启动。
名词解读?PB转座因子
这个源于飞蛾的PB转座因子已经被赋予“夸娥因子”的中国名字，“夸娥”是古文《愚公移山》中的大力士。转座因子是能将自身移动（转座）到同一细胞中其他 DNA序列上的遗传载体的统称。此次复旦大学利用PB转座因子用于小鼠和人类细胞的基因功能研究，在全世界首次创立了一个高效实用的哺乳动物转座因子系统，为大规模研究哺乳动物基因功能提供了新方法。
新方法可在大范围内快速寻找疾病相关基因，建立多种疾病模型，寻找疾病机理及药物靶点，从而发展创新的治疗手段和药物，也为人类基因治疗提供了新的途径。
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 还是有问题的。。 大多数插入都不是在基因里，几率太小了。。。
家园 我觉得这个发现最大的意义在于 中国大陆的实验室和科研成果能被国际学术界理解和接受，这将促使更多的科学杂志审稿人不得不摘下自己的有色眼镜，站在一个真正客观，科学的立场上来看待中国人的智慧。如果有一天，某篇国内的论文发表在国际杂志上不再是新闻时，我们离真正的诺贝尔奖就不远了。
另外，希望国内的科研少些干扰，记者在写新闻时多查点资料。
家园 【文摘】解读基因的“里程碑式”新方法在复旦诞生 从日月光华转贴过来的，那里转贴这篇报道的是文章的第二作者。应该是他也比较认同这篇报道。
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解读基因的“里程碑式”新方法在复旦诞生
??有关论文登上国际顶级杂志《细胞》封面
人类基因组计划发现哺乳动物有大约30,000个基因，对这些基因功能的认识是
解读这本“天书”的关键。复旦大学发育生物学研究所(http://life.fudan.edu.cn/idm
)的科研人员将一种源于飞蛾的PB转座因子用于小鼠和人类细胞的基因功能研究，在世界
上首次创立了一个高效实用的哺乳动物转座因子系统，为大规模研究哺乳动物基因功能
提供了新方法。该成果已由国际顶级生命科学杂志《细胞》在线发表(http://www.cell.
com/content/future)，并将刊登在8月12日《细胞》杂志的封面。相关技术已申请国际
专利。
转座因子是一类可以进入基因组内不同位置的基因载体。科学家利用它们插入
基因导致突变以了解基因功能，也利用它们培育转基因生物 。麦克林托克(B.
McClintock)因首先在玉米中发现转座因子而获得了1983年诺贝尔医学奖。鲁宾(G.
Rubin)和斯普莱德林(A. Spradling)因在1982年发现P转座因子在果蝇中高效作用而当选
美国科学院院士。虽然科学家尝试了SB等许多载体，但哺乳动物长期以来缺乏高效、实
用的转座因子。由许田博士和吴晓晖博士共同领导的研究小组发现可用PB转座因子高效
插入小鼠基因组研究基因功能，使在小鼠等哺乳动物中高效、大规模了解基因功能成为
可能。 研究小组进一步发现可用PB转座因子培育转基因小鼠，为小鼠及其他哺乳动物建
立了新的转基因技术体系。 同时，PB转座因子可在人等哺乳动物的细胞株中高效导入基
因并稳定表达，为体细胞遗传学研究和基因表达提供了一个高效、便捷的新系统。新方
法可在大范围内快速寻找疾病相关基因，建立多种疾病模型，寻找疾病机理及药物靶点
，从而发展创新的治疗手段和药物，也为人类疾病的基因治疗提供了新途径。新方法还
可以用于鉴定并研究具有重要生物学功能的基因，并改良经济动物。
绝大多数人类基因在小鼠中存在对应基因，小鼠因而成为哺乳动物中研究基因
功能和疾病机理最重要的模型。但是传统基因功能研究方法如基因剔除和化学诱变等，
技术要求高、时间长、费用大。在过去三十多年中，全世界科学家花费大量人力财力，
对约10%哺乳动物基因的功能有所了解。而研究小组用PB转座因子建立了小鼠体内直接突
变基因技术， 在不到一年内培育出约1%小鼠基因的突变品系。新方法简便高效，提供了
大规模研究小鼠等哺乳动物基因功能的解决方案。《细胞》杂志审稿人评价这项工作“
是里程碑式的发现，将可能在世界范围内改变小鼠遗传学研究，并有用于人类基因治疗
的前景”(“… these are landmark finding with the potential to alter the
way mouse genetics is carried out worldwide, and with implications for
human gene therapy.”)。
该项研究工作完全在复旦发育生物学研究所完成。作为复旦大学科技创新和人
才培养的新模式，研究所由旅美华人学者许田、韩珉和庄原共同创立，并得到了教育部
、国家自然科学基金和上海市科委的大力支持，也得到美国休斯医学研究院、耶鲁大学
、科罗拉多大学和杜克大学的支持和合作。研究所坚持以世界一流学术中心为标准，坚
持源头创新，坚持在创新中培养高质量的人才。成立三年半来，全体人员卧薪尝胆，艰
苦创业，已把研究所建成发育生物学学科建设和人才培养的基地。论文第一作者丁?N是复
旦三年级研究生。
目前，以PB转座因子技术体系为依托，大规模研究基因功能的小鼠功能基因组
计划已经在复旦大学启动，正成为世界哺乳动物功能基因组研究??解读基因“天书”的
重要力量。这将对人类自身的了解、疾病的预防与治疗产生重要而深远的影响，也将为
生物工程和生物医药产业提供巨大的机遇。
家园 泼一小点冷水 事先声明，我还没有看过原文，只是根据这篇报道作一点小的评论。
从文章里看，作者发现了一种新的转座子，可以随机（注意是随机）的将目的片断插入小鼠基因组中，从而大规模在基因组中制造突变。这种方法，用他们的话来说可以“更为高效、快速地破解“基因天书””云云。
这里有两个问题。第一，这确实是一种很新的方法，但在这之前已经有了好几种很成熟的，高效产生突变的方法，比如ENU诱变，重组病毒，甚至转基因，第一种产生点突变，后两种和复旦组的方法一样，都是在基因组中随机插入设计的大片段。这些虽然与复旦发现的方法机理不同，但结果是类似的。实际上，在以小鼠作模型的研究中，这几种方法用的越来越少了，其原因就是研究的瓶颈不在确定感兴趣的基因，而是确定基因作用的原理，也就是我想说的下一个问题。
第二个问题，蛋白质的功能性研究。
发现感兴趣的突变后的第一件事情，是确定受影响的是什么样的基因，首先，要对基因定位（mapping）。小鼠的基因组大约有2.5Gb（10 to the 9th）个碱基对，而突变影响的只是其中很小的一部分，所以，这个就像是海底捞针的。于是就要做很多的mating，根据已知的genetic marker，做linkage analysis，缩小到一个小片段，这可是很大的工作量，mating做的越多，确定的片段越小。确定后，根据小鼠基因组的序列确定这个片段中编码的基因，一般有几十上百吧，根据基因的expression pattern， predicted strucure等等各种各样的信息，推测那些是最有可能的candidate gene，然后再进行序列分析（可以做什么 PCR, sequencing, sscp, denaturing hplc...，吐血ing，太多了，，大家也看不下去了，我也写不下去了）最终确定受影响的那个基因。
太长了，先发这一部分，待会在接着写
to be continued
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家园 补充一点 猫总结得挺完整的。
点突变相对插入突变的优点是，点突变引志的基因改变较温和，所以一个动物或植物可以负载好几个点突变。缺点是：克隆基因费力，需要象猫说的找marker，做步移，一点点弄。而且找到突变以后要确定它在哪个位点之前，要先将突变与野生型杂交数次，以清除遗传背景，不然搞不清楚究竟哪个点突变对性状负责。所以点突变是筛选的工作量小，后期克隆的工作量大。插入突变往往使基因整个失活，所以生物体不能负载太多。以植物为例，用ＥＭＳ处理得到点突变的库，理论上来说筛五千株可以饱各整个基因组，用Ｔ－ＤＮＡ插入突变的就要筛两万。但插入片段的序列是已知的，所以可以用一些省力的方法克隆，比如反向PCR或热不稳定PCR。前期筛选工作多，但克隆的工作少。当然，如果运气十分不好，也只好用步移来克隆了。
筛选突变在其它模型生物如线虫，酵母，拟南芥，果蝇中都是常用的方法，独小鼠例外。因为小鼠的后代相对上面几种成千上万的太少，负担不起。转座子可以使整个株系的小鼠都有随机插入的片段，不必限定一个小鼠生殖细胞的全部后代。再者，在哺乳动物中能转座的transposon，可能以前还没有过报道。我没看过这方面的文献，不敢说。
再答楼下的一些论断，基本上不太着边。基因工程并不只是一个工程，它是千千万万个小项目。找到高产抗病水稻是基因工程，找到先天性心脏病基因并设法治疗也是基因工程，得到稀少的只在某些动物中表达却对人类有用的蛋白质也是基因工程。有的项目还还初级，有的却已经很成熟了，比如干扰素的生产。当然再成熟，也还是有提高的余地的。象青霉素能够便宜到象盐一样，也是基因工程的功劳。最早时靠野生菌株，四十年代的成本是三千美元一克。
没有化学基因工程这种说法。质谱是用来分离新的分子的，和寻找基因没有关系。在寻找新的蛋白的时候，可以用质谱的手段。所以在proteome中质谱用得很广泛。因为一个基因可能不止转录出一种蛋白，只知道了基因序列，不一定就能知道所有可能的蛋白种类。因此除了genome以外，有人还提出了proteome这个概念。
基因变异没有什么“选择”和“单一”，人工制造突变总是随机的。knockout和knockin我们一般不把它算成mutagenize的手段。基因芯片其实只用于microarray，笼统地讲只是测一下哪些基因在哪些情况下表达水平高低的问题，是一种很简单的东西，在实验室范围内早已得到普遍应用，跟计算机的芯片完全没有关系，分析它的软件也很直接。离临床应用还很远，因为海量的基因调控信息对临床来说意义不大。
欧洲和美国现在争议大的转基因农作物，焦点主要在于表达杀虫蛋白的农作物。因为人们对能自己杀虫的农作物总是心怀顾忌，要等到有真切可靠的临床试验，才能证明这种东西有无害处。最简单的基因工作应用，在大肠杆菌中表达免疫球蛋白和干扰素，用发酵罐生产纯化这些本来只在人的细胞中表达的蛋白。人们都说这些药贵，殊不知如果没有基因工程，这些药根本就不可能用于临床，总不能养个人天天抽血吧？
基因工程说难不难，说易也不易。不读一点入门知识是没法讨论的。用政府报告或玄学的文体讨论，更是驴唇不对马嘴。不过只要有心了解，真有兴趣的同仁看了我写的东西觉得有点意思，就值得灌水了。
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家园 这个说得好！我来搅混水！ 我这里有一个对基因工程总评估的580页的权威报告，那天我简单总结一下。
Mutation的办法就哪些种，再变也变不到哪里去，人们总是在尝试新的办法，只是一种变相的改进，如果能有一种有效的，明显的，准确的办法，那就要的诺贝尔奖了。
现在提出的化学基因工程倒是要比生物机械的手段如knockout要更加先进，但是奶奶，就是不要检测。化学基因工程最先进的手段是质谱（MS），算是灵敏度相对很高的方式，但是能够起到基因变异的物质很多的，这里有一个选择型和单一性的问题，这个问题很难做到准确。
生物的问题就是一个系统工程，比如基因芯片，材料是一个大问题，计算机软件和硬件又是一个大问题，检测手段是一个大问题，这些都导致了基因工程结果的可靠性，如何验证这些结果，又是一个大问题，要解决的问题很多的。所以，现在基因工程还一个很粗糙的模式。
关于植物的基因修饰产品，这个要简单的多，并且植物你可以随意修饰，任你就不可能随意的修饰了。现在欧洲禁止基因修饰的农产品，就是需要科学家们证明，植物的基因修饰不会影响到人们的基因变异，美国现在也在争论这个问题。
家园 原来如此.怪不得 俺常常发现在超市买的蔬菜,大豆等的外包装上都会写着"非基因组换食品"等字样!
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家园 将要发的原文在这里 http://download.cell.com/pdfs/0092-8674/PIIS0092867405007075.pdf
家园 不知这是否第一篇大陆实验室独立发表的cell 转座子的意义在于它自发地在基因组中随处乱插，使被插入的基因或调控片段失活，引起小鼠各种和样的畸形或生理变异。找出有感兴趣的小鼠变异，测出转座子插入了哪一段序列，就可以将序列和变异联系起来。这样的一个库建立起来以后，更可为研究不同方向的科学家们提供方便，大家都可到这种转座子插入的小鼠库中寻找自己感兴趣的突变。但离着完全明白每一个基因做什么，还需要很多很多人的共同努力。建库是个大工程，能做到是很不容易的。发现合用的转座子也很不容易，所以这个成果当然值得上cell。
转座子和knock-out的不同在于，转座子可以高效地插入基因组失基因失活， 一下子产生成千上万携带不同基因或调节失活的小鼠，然后大家在这个突变库里挖宝，找自己需要的性状，并与失活的基因联系起来。knock-out需要大量的工作和钱，一般都是在详细研究某一基因功能的时候才用。也可以采用conditional knockout来维持一个致死基因的突变，或者研究tissue-specific gene deletion的性状。通过在转座子小鼠库中找到自己感兴趣的基因，一般下面还是要做knock-out的，才能得到更具体的信息。
Microarray的通量是大，但microarray的问题在于：背景高，如果不是多个基因或多个调控条件信息分析的叠加，就一个基因的microarray数据意义有限。而且microarray不能提供有趣的性状，它基本上还是一个研究具体基因的手段之一，不象突变库能提供很多可能性。
说基因工程是个巨大失败的，不知出于何故。现在任何一种农作物，发酵用的微生物，都是heavily genetic modified。如果没有这些基因改造，提供足够的粮食马上成问题。治病用的疫苗，生产抗生素用的霉菌，生产干扰素，全都靠基因工程把成本降下来。基因工程并不神秘，它从来都只是普通实验，离不开最基本的遗传学知识，所有的实验技术包括细节，技术，试剂，需要的ＤＮＡ序列，都可以在网上公开免费查到。不过有人先把基因工程说成一个活神仙，包治百病，又有人跳出来辟谣。这样的把戏看多了，不免摇头。只不过科学太谦虚，不知道的事就说不知道。如果医生在打针前先跳一段神，农民在撒种之前先念一段咒，不把配方公开，只说是”魔药“，大家就心服口服了。
ＢＴＷ，出了CELL肯定是一件大好事。我们老板刚出了一篇，正合计着带大家出去吃饭呢。
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