我们的将来可能最终不是由于我们的基因决定的。
两个独立的研究组将在本周一报告说,他们对人类遗传密码进行了首次深入研究,并发现了他们所预期的一半结果。人类的基因数不是6万到8万个,而是只有3万到4万个。
两个研究组都同意这意味着对于人类而言,蛋白比基因起到的作用更大。
完成其中一项研究的塞莱拉基因组公司总裁和首席科学官员CraigVenter在电话采访中说:“那些正在寻找自己遗传密码对生命的责任的人们将会非常失望。”
研究结果显示,人体似乎通过加工和重组基因的蛋白产物以使蛋白适应环境,从而来适应其所处的环境。
每个基因生成一个蛋白——这是任何细胞的基本功能。研究者们已经知道蛋白在进行任何任何功能之前,经常以特定的方式进行剪接加工。
Venter说:“大部分的生物学过程发生在蛋白质水平,而不是DNA水平。”
该发现可能对于医学科学而言具有重要的意义。医学研究希望找到疾病和人们对药物如何做出反应的简单的遗传学答案。
不恰当的基因专利
Venter说:“该发现显示人类基因专利是多么不恰当。药物产业曾经提出‘一个基因,一个专利,一个药’。但是能够应用这种途径的可能仅仅是屈指可数的。”
两个研究组分别在Nature和Science上发表了他们的发现。
塞莱拉公司的副总裁MarkAdams说:“我们在解决该问题中使用了所有的工具,我们不能想象还有更多的基因。我们仅仅有果蝇的两倍的基因量,但是我们要复杂的多。我们可以进行更多的思考。我们的机体可以完成更多的工作。”
人类拥有31亿碱基对的遗传密码。一个碱基对是两个核苷——A,C,T和G的组合。这些碱基对以各种组合进行重复来制造氨基酸,后者反过来又结合来制造蛋白质。
Venter说:“基因组的大小,也就是碱基对的数目,与生物学是不相关的。玉米与人类的基因数相同。百合科植物拥有910亿碱基对的遗传密码。”
每个蛋白相对于一个基因,但是存在长序列的碱基对并不编码蛋白,这种区域称为垃圾DNA。这些区域可以帮助控制基因。
基因组中只有仅仅1%以上的部分是负责表达蛋白的。Venter说所有这些意味着基因本身仅仅是生命故事中的一小部分。
“基因不会决定你是否会患结肠癌。他们决定是否你患结肠癌的可能性较大。我们从我们自己的遗传密码中获得一套可能性,这是我们可以在其范围内进行工作的一种参数排列。”
“垃圾DNA”发挥重要作用
资助公共项目的美国能源部的AirPatrinos在电话采访中说:“人类只有很少,很少的性状或疾病是由单基因决定的。在过去的5年内,科学家们逐渐达成了这一共识,并且意识到我们的基因不能够控制每件事情。”
这也意识到所谓的“垃圾DNA”可能不象我们最初所想象的那样,而是更为重要。
在麻省理工大学Whitehead研究所负责基因组实验室的EricLander说,“所谓的垃圾”已经证明是段历史了。
他说:“这些垃圾的功能令人吃惊。基因组中的每一段垃圾代表一个可转移的元件。”
换句话说,这些遗传物质是人类从其它地方获得的,如从那些乐意借出它们DNA的细菌,从那些将自身遗传信息插入细胞中的反转录病毒,或者由那些名为转座子的遗传元件通过剪切-粘贴过程获得。如果这些遗传物质经过数代后一直待在原位,它可能成为有用的部分。
Lander认为这些“垃圾”中的某些可以帮助调控基因——在基因越少的情况下,这种作用的重要性就越大。
某些基因也可以被借入。Lander说他的研究组发现在沮丧中起作用的,并且被名为MAO抑制剂的药物定位的一元胺氧化酶,来自细菌。
争论存在
不是每个人都同意所有这些结论的。
位于马里兰州的,拥有100多个基因专利的人类基因组科学公司的负责人WilliamHaseltine在电话采访中说:“我们知道他们已经错过了许许多多我们已知存在的基因。”
Haseltine补充说:“他们已经错过了至少一半的基因,也许更多。他们获得任何医学发现,而且他们仅发现了三分之一的基因。”
Haseltine的公司通过使用名为表达序列标签(ESTs)的DNA片断寻找那些确实制造一个蛋白的“表达的”基因。他说他相信存在12万个人类基因。
另一个宣称进行了基因组研究的公司,加州Incyte制药公司,坚持人类拥有14万个基因。