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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

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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。


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家园 这个东西真的那么神秘吗?

这个东西真的那么难做吗?

家园 能发到<细胞>杂志的文章, 都是重量级的, 可喜可贺

不过文章的标题也未免有点儿危言耸听.

转座因子(transposon)很早就发现了。这篇论文现在还没出来,就报道来看,他们发现了一个高效的transposon,可以更快的插入到其他基因中去已达到使其失效的目的,这样来研究基因功能。说它快,只是相对的。我看microarray的通量就比它大。

家园 应该不容易,那么多基因,要搞明白谁是谁都管什么事,是个问题

尤其是能发现加快分析的方法,就更难得,值得为这个成果自豪和骄傲.

家园 虽然基因芯片存在的问题已经超出了人们的想象,

但是起码还起到了点作用

感到,这些个新理论和技术,尤其在生物领域,需要验证的东西太多!

看看基因工程,就是一个巨大的失败,失败在于没有达到人们预期的5%。人们总是在预期一些东西,稍微有点功效,就来了商业运作!

家园 基因工程是一个巨大的失败?

实在是不敢苟同。

家园 microarray和transposon不一样,所以不具可比性

要最终确定gene功能,一定要做遗传实验,他们的新技术让这实验便利很多,强过knock-out等已知方法,很不得了。

家园 从现实而言,

这里主要是将投入和实用性的比较,并且人们在前基因工程阶段和后基因工程阶段对于基因工程的评估!

过50年,可能就会变了。

家园 全面看

基因组工程时间跨度有十几年(从提出到完成),应当考虑到这个过程中相关技术的飞速发展,所产生的大量实用性数据,以及对研究方式方法的改变。单讲一点,想想十年前测序和现在测序难易对比,没有基因组工程,不会有这么大的变化吧。

家园 in vivo的遗传试验,

现在也在用small interference RNA做,但是有技术上的困难(主要是delivery)。如果有突破的话,比knock-out要好多了:周期短,还可以high-throuthput(这个很吸引人)。

老兄可以和transposon的方法比较一下吗?

家园 就现实的实用性而言,尤其是对于人类健康领域的贡献

可以说现阶段,基因工程的结果没有什么作用,需要长时间地检验,50年不是一个乐观的时间表.

以后,我写点东西。

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。

元宝推荐:ArKrXe,
家园 RNAi也有长处和短处

长处是象你说的,周期短,而且没有homozygous和heterozygous的问题。短处是不能传代,而且每一次做RNAi得到的knockdown水平都不一样。但也可以用来做基因剂量减少的研究。我们这里就是这么做的。

一般来说,找到一个基因,还不能肯定它是不是很有趣,就先做个RNAi knockdown。如果很有趣,就开始做knockout或conditional knockout。

家园 还是森林的火焰勤快

洋洋洒洒一大篇,写得清楚明白。鲜花鲜花。

家园 花!
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