21世紀初,人類基因組計劃(HGP)完成了第一個人類基因的譜圖,發現基因組中僅有1.5%的序列是給蛋白質編碼的,其余98.5%的序列以前被認為是“垃圾”,這些“垃圾”也被稱作基因之間的“荒漠”。然而,它們真就是多余的嗎?
ENCODE是“DNA組成元素百科全書”的縮寫,是繼人類基因組計劃之后的又一大型國際合作項目。來自英國、美國、西班牙、新加坡和日本32個研究機構的442名科學家歷時5年,耗資1.5億美元,獲得了迄今最詳細的人類基因組分析數據,這也是“人類基因組計劃”之后國際科學界在基因研究領域取得的又一重大進展。
該項目旨在識別出人類基因組序列中的所有功能區,現在科學家們可以確認,人類基因組中80%的成分至少有一種生化功能。這也意味著,在那個“荒漠”中,同樣存在著人類所不知的秘密。
“垃圾DNA”實際上是一個龐大的控制面板,能調控數以百萬計基因的活性。如果沒有這些開關調控,基因將不能正常工作,而這些區域也許會導致人類患上疾病。
從遺傳學角度來看,同卵雙生的孿生子具有完全相同的基因組。但是雙胞胎即使在同樣的生活環境下也會表現不同的性格,這是因為基因活性是不同的,同樣的基因,有些基因活性大,有些活性小。
比如一種叫柳穿魚的花卉,大多是對稱的白色花瓣,有一些卻長成黃色五角星。這兩種花是同一種植物,樣子不同并不是因為它們的基因有差異,而是因為DNA甲基化模式讓一些基因“閉嘴”,這個基因活躍的時候花就是左右對稱的,如果它沉默,花朵就變成軸對稱。
這樣的例子在植物中很多,在動物中也被發現不少,甚至可以幫助了解癌癥起源。長久以來,人們了解到,當DNA發生變異時細胞很容易發生癌變。最近的一些研究表明,當表觀遺傳標記被干擾時,細胞也會更容易發生癌變,因為那些至關重要的基因被關閉了,而那些應當被關閉的基因卻被打開了。
如果說,人類基因組計劃的完成是印刷了一部生命的“天書”,ENCODE相當于在這本“天書”上加上了對于重要字詞、句式的注解,使我們能夠解讀“天書”中這些字句的含義。
盡管,人類距離真正讀懂這本生命“天書”還相差十萬八千里,好在,我們依然在接近。
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