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基因的革命

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第三章 创世纪的工程——人类基因组计划解读(12 / 12)

    是.从“定位克隆”到“定位候选基因”

    hGP的直接始动因素是要解决包括肿瘤在内的人类疾病的分子遗传学问题,因此与人类健康密切相关。另一方面,6千多种单基因遗传病和多种大面积危害人群健康的多基因疾病(如肿瘤、心血管病、代谢性疾病、神经一精神类疾病、免疫性疾病等)的致病基因和相关基因,代表了具有一定生物学允余性的所有人类基因中,结构和功能完整性至关重要的那一部分。因此,疾病基因的定位、克隆和鉴定,是hGP各种竞争中居于核心的部分,也是hGP启动以来在社会上显示度最大的成就。

    80年代之前,绝大多数人类遗传性疾病的生化基础未知,无法用表型一蛋白质…基因的传统途径进行研究。在hGP的遗传和物理作图带动下,出现了“定位克隆”的全新思路,导致了包括囊性纤维化、享廷顿舞蹈病、遗传性结肠癌、乳腺癌等一大批重要疾病基因的发现,为这些疾病的基因诊断和未来的基因治疗奠定了基础。随着人类基因组序列工作草图的问世,所有人类基因很快就会被精确地定位于染色体的各个区域。因此,一旦某个疾病位点被定位,即可从局部的序列图中进选出结构、功能相关的基因进行分析,这就是“定位候选基因”的策略。

    2.多基因病

    当前,多基因疾病已成为疾病基因组学研究的重点,多基因疾病木遵循孟德尔遗传表型一基因型的规律,难以用一般的家系遗传连锁分析取得突破。过去数年中,已发展了受累同胞对分析、关联研究和连锁不平衡(LD)分析、基于家系背景的连锁不平衡分析(尤其是家系传递巧变锁不平衡分析,transmission/disapilibriumtesst,tDt)等多种方法,结合MS和SNP等高度多态性标志的应用,对家系和人群进行疾病相关位点在基因组中的定位。一般认为,隔离人群或较均一的人群可能是进行多基因性状定位研究较理想的群体,已知多基因疾病是由多个微效基因的累加作用和某些环境因子作用所致,估计参与多基因疾病发病原理的基因可达3-20个,这些基因的SNP及其特定组合可能是造成疾病易感性最重要的原因。因此,选择相对隔离人群,对疾病相关调节通路的候选基因或通过基因组定位所限定的候选基因进行SNP的关联研究,可能是多基因疾病发病原理取得突破的希望所在。

    3.疾病相关基因的网络概念

    从生物大分子互作和网络调控的结构模式来研究和分析疾病基因的作用,是当前疾病基因组学研究的另一个特点。即使是在单基因疾病,基本的分子发病学原理也是由于疾病基因蛋白产物结构一功能的缺损或改变,阻碍或干扰了在特定生化通路中的生物大分子相互作用;而多基因疾病发生和发展更是多基因或多通路间平衡失调的结果。这样一种认识突破了以往“一个基因一种清’的模式,既能更深入透彻地了解疾病病理生理过程及其影响因素,又为利用调节网络设计药物或基因治疗提供了新的思路。

    4.基因组信息与环境的相互作用

    绝大多数人类疾病是基因组信息与环境因子相互作用的结果。1997年美国提出了环境基因组学计划(EGP),其目的是要了解环境对人类疾病的影响和意义。由于人类遗传的多态性,不同个体对环境致病因素的易感性也有差异。针对与环境中物理、化学或生物因素发生相互作用蛋白的编码基因(如DNA修复机制、氧化一还原反应及病毒受体蛋白等),识别其基因组多样性和结构一功能关系,将有助于发现特定环境因子致病的风险人群,并制定相应的预防措施和环境保护策略。(陈竺:人类基因组研究现状及发展》)