生物信息学:其它物种为人类生物学服务

生物探索,2012-05-21

SIB瑞士生物信息研究所和EMBL欧洲生物信息研究所的研究人员声称,对人类和其它生物共有基因的研究是非常有用的。这一研究表明生物信息学有望探索出生命科学依托的根本原则,并发表在5月17日PLoS Computational Biology 期刊上。

对模式物种基因的研究在整个生物学领域提供了宝贵的认识

通过对基因的研究,生命科学研究人员理解机体如何运转以及疾病如何形成。长期以来,科学家们研究模式生物以理解人体生物学,例如小鼠,这是“同源猜想”的基础:我们从一些物种中获取知识,然后应用到更多的物种上。

同源猜想

了解同源概念,让我们认识一下犬齿。我们可从狼的犬齿学习更多以加深对对人类犬齿和臼齿的认识,可能这一回答不太直接。遗传学上,科学家解决这类问题:最好比较来自同一祖先的人类和小鼠的基因(称为“同源性”),或者比较人类的不完整基因拷贝(“旁系”)。

同源性推测

40年来,科学家从事相当奏效的同源性策略。对模式物种基因的研究在整个生物学领域提供了宝贵的认识,但是截止到现在,缺乏足够的数据以权威性回答这个问题。随着生物技术的进步,每天产生的大量数据最终能解决这一争议。

通过先进的计算技术,研究人员从大量科学论文的数据中分析13个物种的40万对基因(同源和旁系)。研究人员比较了2种方法,并选择1个较好的。

洛桑大学Marc Robinson-Rechavi 教授称:“我们的数据证明,同源性的研究确实有用,但这只是个开始,它处于比较基因组学的中心位置,我们可从少数生物体中推断一些知识,然后将其应用到所用生命体中。”

EMBL欧洲生物信息研究所Christophe Dessimoz称:“我们发现,目前的实验注释支持这一标准模型,此外,我们将致力于证实这一假设——研究其它物种的基因可阐明人类生物学的各个方面,如小鼠、酵母和细菌。”

美国印第安纳大学Matthew Hahn及其同事最近解决同样的问题——不同的结论引起一些争议。对基因功能的认识偏差引起这些争议,通过控制该因素,新研究明确支持同源猜想,以及人类的远缘性物种(甚至蠕虫、苍蝇、酵母菌或细菌)是相关、有用的。

欧洲生命科学数据基础设施大力支持信息的公开性,所用的研究数据将免费公开,包括基因组序列和实验知识。ELIXIR将巩固这一传统,并在欧洲和世界范围内打造下一代生物信息基础设施。

论文链接:Resolving the Ortholog Conjecture: Orthologs Tend to Be Weakly, but Significantly, More Similar in Function than Paralogs

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