基因组学最新研究进展
研究人员介绍说:“有人容易得胃癌,有人则不太容易。易 得胃癌的那部分人,即为胃癌易感人群。”以幽门螺杆菌感 染为例,它是胃癌发生的重要因素之一,全世界近一半的人 口感染有幽门螺杆菌,不过,最终发展成胃癌的只有大约1%。 “对胃癌等疾病易感是由基因决定的,我们研究的问题就是, 什么样的基因影响着胃癌的发生?” 这种差异的专业说法叫“单核苷酸多态”(SNP),它影响着 人们是否会患某种疾病及发病时间的早晚。从理论上讲,只 要在致癌环境中暴露的时间足够长,每个人都有最终患上癌 症的可能,但易感人群对致癌的环境因素更敏感,使他们在 短时间内患癌症的可能性更高。
在测试中,经过基因修改的老鼠在跑步机上的行走速度更 快、持续时间更长、行走距离达到普通老鼠的两倍,而且也更 能适应寒冷的环境。科学家们将其称为“马拉松老鼠”,希望 借此找到方法治疗与衰老有关的疾病。 通过在显微镜观察“马拉松老鼠”的肌肉,科学家们发现,其 肌肉更致密且肌肉组织中包含有更多的线粒体。线粒体能为细 胞的生命活动提供场所,有细胞“动力工厂”之称。 科学家们在蠕虫身上也进行了同样的实验,得到了同样的 结果。他们认为,这种基因修改很有可能也适用于人类,如果 这种效应能在人体复制,那么就有可能开发出疗法,治疗老人 的肌肉萎缩症等无法治愈的疾病。科学家们正试图研制可产生 同样效果的药物。 该研究论文的作者约翰· 奥维尔克斯表示:“如果这些结论 在人体获得证实,那么毫无疑问,它将引起运动员和专家们的 兴趣。” 然而,也有人担心这种方法存在伦理问题,比如会让运动员拥 有不公平的竞争优势等。对此,奥维尔克斯说:“反兴奋剂机 构在对运动员进行体检时应考虑到这一点。
Cell:超强壮的“马拉松老鼠”培育成功
NCoR1 Is a Conserved Physiological Modulator of Muscle Mass and Oxidative Function
瑞士科学家通过调整老鼠的一个基因,制造出了超级强 壮的“马拉松老鼠”。新的转基因老鼠不仅肌肉更强壮,而 且其在跑步机上行进的距离也是普通老鼠的两倍。科学家们 表示,最新研究有望用于人类与衰老和肌肉萎缩症有关的疾 病的治疗。研究论文发表在《Cell》杂志上。 洛桑联邦理工学院的科学家们发现,一种细小的抑制因 子NCoR1可能为肌肉的强壮程度和运动能力负责,通过对该 基因进行修改,让其不再工作,科学家们抑制住了常常会阻 止肌肉增强的酶。他们发现,没有该基因,老鼠的肌肉会更 加强壮,将其取出也没有发现明显的副作用。
Cell Metab:运动和咖啡因会改变你的DNA
你可能会认为不管做任何事情,自己遗传的DNA都是不会受影 响而改变的,但在某种意义上说,这一想法是错误的。在三月 Cell出版社的《细胞代谢》杂志上,研究人员发表报告称当身 体处于健康状态时,不怎么运动的男性和女性在运动锻炼几分 钟后,他们体内的DNA会出现瞬间变化。更让人惊奇的是,这 项研究表明我们早晨喝的咖啡中咖啡因成分也可能会以相同方 式影响肌肉中的DNA。 瑞典卡罗林斯卡医学院的Juleen Zierath说:我们的肌肉是真 的是可塑的,这就是我们常说的“吃什么补什么”/“你吃什么 就吸收什”。肌肉会对你做了什么做出相应的改变,这种情况 是允许发生的,如果你不合理运用它,那你将会失去这一功能。
基因组学最新研究进展
Nat Biotechnol.:“基因绝育”法灭蚊
Field performance of engineered male mosquitoes
在野外实验中,一群经过基因再造而先天不育的雄性蚊 子成功地在一岛屿上消灭了一群本土蚊子,这些蚊子携 带有“死亡基因”,在小片实验区域与雌性蚊子交配, 其基因缺陷导致后代在幼虫期便死亡。 负责这次实验的英国牛津昆虫技术公司创办人之一、首 席科学家卢克· 阿尔菲在一次采访中说, 与未放出基因变异雄蚊子的类似 区域相比,“我们在目标区域观 察到的数量下降了80%”。
这里所谈的DNA变化就是表观遗传修饰,涉及到DNA的化学 标记物。这项新的研究表明经过一阵运动后骨骼肌内中的 DNA比运动前只存在有更少的化学标记物(尤其是甲基组)。 肌肉中DNA的这些变化参与了肌肉适应运动锻炼所需重要基 因的“开启”过程。 从广义上讲,这一研究结果为证实我们的基因组比过去所认知 的更富有活力提供了更多的证据。表观遗传修饰能以一种非常 灵活方便的方式开启再关闭基因,他们允许我们细胞中的 DNA随着环境变化而做出相应的调整。
Zierath说:“运动可以当作一种药,也许慢跑就能改变我们 的基因组,让我们更健康。而对于那些不运动的人来说,研究 也指出也许含咖啡因的药品也能代替运动,产生类似功效”。
Biol. Psychiat.: 女性携带离婚基因A-allele者离婚率高出五成
很多时候,当婚姻出现问题时,人们会把责任怪罪在男方头 上,认为男士的花心导致了婚姻破裂。 然而,在近期的Biological Psychiatry杂志上刊登的一项研 究成果表明,据瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院的最新研 究发现,婚姻出现破裂也有可能是女性体内携带的一种基因 作祟所致。一种叫A-allele的催产素受体基因会在女性体内 搞怪,让女性对婚姻关系中偶尔出现的不和谐插曲缺乏耐心, 脾气暴躁,从而提高离婚率。 女性处于生产期和哺乳期时体内会自行分泌催产素,这种激 素能拉近女性和后代间的关系。不过若催产素分泌异常就会 搅乱大脑对感情问题的处理能力,催生叫A后发现携带这种基因的 女性离婚率高50%。
J Hum. Genet.:复旦大学或找到曹操后代
复旦大学从2009年起开展曹操家族DNA研究,并在全国征集 曹姓男子DNA样本。今天上午,复旦大学发布研究成果,由该 校的生物学和历史学专家合力完成,通过对现代曹姓人群进行 DNA分析,与史籍、方志、家谱等历史资料多重印证,从而找 出6支曹氏族群是最有可能的曹操后代。这项研究,在世界上 第一次把遗传基因研究精确到古代家族。相关论文近日在国际 著名学术杂志《人类遗传学报》上公开发表,得到国际同行认 可。 《现代人类学通讯》同时配发中文译文。
Plant Cell:大阪大学发现甘草药用成分的遗传基因 Triterpene Functional Genomics in Licorice for Identification of CYP72A154 Involved in the Biosynthesis of Glycyrrhizin 2011.12 日本大阪大学的一个研究小组发现了中药中经常使用的一种 植物甘草制造药学成分的遗传基因,并成功生产了甘草的药学成 分。 甘草的药学成分具有增强肝脏机能以及抗炎症等作用,也是 各种中药的“药引子”。在日本,除了医药品之外,在210种中 药处方中约70%具有甘草成分配方。中国等国家主要依靠野生甘 草。 研究小组发现,有两个遗传基因参与了合成甘草的医药成 分甘草次酸。他们把这个遗传基因与同是豆科植物的莲花中抽取 的酶组合,成功生产出了甘草次酸。研究负责人中村俊哉教授认 为,该研究可能应用于工业生产甘草药用成分。他们计划今后提 高生产量,同时还将对大豆等其他植物进行实验,研究应用的可 行性。 研究成果发表于11月29日出版的美国科学杂志《植物细胞》 电子版。
在安徽省舒城县的一个小山村,村里绝大多数人家都姓曹,他们家族的堂 号叫做仪壹堂。去年夏天的一天,复旦大学课题组的到来,给这个大家族 带来惊喜。经过抽样验证,他们与舒城县的另一个曹氏家族七步堂真的有 同一个基因O2-M268型,而且在辽宁、安徽、湖南、江苏,都有他们血 缘上的亲戚。他们会是曹操的后代吗? 2009年,复旦大学开展曹操家族DNA研究,并在全国征集曹姓男子DNA 样本,寻找曹操的后代。整个研究过程划分为生物和历史两条线,并互相 印证:首先由遗传实验室广泛征集当代曹氏男性基因样本,绘制出一幅遗 传图谱,看看曹姓到底来源于多少个祖先。接着由历史学者通过对各种资 料的搜集分析,找出曹操后代可能的线索。在这个过程中首次对数百份曹 姓家谱做了一个全面的梳理研究,并将之同史书、地方志等史料进行对比 研究,看看有没有哪怕一点点线索能够接得上,如各家曹氏祖先以及现在 居住地和历史记载上曹操后代的流向能不能相吻合等等,从而筛选出了8 支持有家谱、经过史料分析具有一定可信性的曹氏族群。 然后通过对这8支曹氏族群的DNA样本比对发现,其中6个家族属于O2M268的基因类型,其他2支之间并没有共同基因。最后,复旦实验室对 这些重点样本进行 Y染色体DNA中500万点的精细序列检测,最终证明: 这6支O2-M268类型样本的祖先交汇点在1800年-2000年前。 上述研究彼此互相验证,表明了这6支曹氏族群是最有可能的曹操后代。
放出不育雄性昆虫在虫害控制领域是一种已经实验证实的 方法。美国在上世纪60年代就曾使用这种技术来消灭一种 食肉的苍蝇。不育雄性昆虫技术还曾于上世纪90年代用于 坦桑尼亚的桑给巴尔。 在上述的两个例子中,是通过辐射给昆虫实施绝育的。这 一方法对蚊子无效,原因是蚊子与苍蝇不同,辐射会对雄 性蚊子造成伤害,使得它们无力与其他雄性竞争配偶。因 此科学家设计出更激进的方法:通过改造蚊子的基因构成 进行绝育。 然而,这一实验也存在缺陷。原因是区分雌雄蚊子的方法 并不精确,约有0.5%的转基因蛹是雌蚊子。雄蚊子不咬人, 但雌蚊子咬人。 人们不知道人类如果被转基因雌蚊子咬了之后会怎样,因 此人们对其安全性存有疑虑。牛津昆虫技术公司的蚊子可 能会令变异的DNA以某种方式进入其他昆虫或人类身上, 并造成伤害。
研究人员还注意到一种名为Dec2的基因,但这种基因对睡 眠的影响只在有限的、有亲缘关系的人身上出现,ABCC9的影 响则在所有志愿者身上都有体现。 睡眠时间长短受季节、年龄、性别等多种因素影响。美国 国家卫生研究院说,成年人为保持健康需要每天7至9小时睡眠。 长时间睡眠不足会导致记忆力减退、免疫力下降。 仅靠短时间睡眠就能全面恢复精力的人是少数,每100人中 仅有1至3人。有传言说,法兰西第一帝国皇帝拿破仑从来不需 要超过4小时的睡眠时间;美国科学家、政治家本杰明· 富兰克林 和意大利文艺复兴时期艺术巨匠莱昂纳多· 芬奇都是“夜猫 达· 子”。 英国前首相玛格丽特· 撒切尔和温斯顿· 丘吉尔也是“少眠一族”, 晚上不需睡太久,白天只要再小憩一下,就能继续生龙活虎。