Science里程碑研究：首个细胞遗传互作图谱

生物通报道：近期，加拿大多伦多大学Donnelly中心的研究人员，首次创建了一个细胞内全部遗传相互作用的图谱，能够解释成千上万的基因之间如何通过相互作用，来精心安排细胞的生命。延伸阅读：最广泛的人类基因组相互作用图谱；Cell绘制广泛的人类基因组互作图谱。

这项研究是由多伦多大学教授Brenda Andrews和Charles Boone、以及明尼苏达大学双城分校的Chad Myers教授指导完成。它打开了一种新的方式，来探索基因如何导致疾病，并有望开发出精准的治疗方法。这项研究结果发表在《Science》杂志上。

这项研究的带头人、Boone实验室的助理研究员Michael Costanzo指出：“我们对于如何绘制一个细胞中的遗传相互作用，创建了一份参考指南。在有可能影响遗传性疾病的人类遗传网络中寻找密切相关基因的时候，我们现在可以说出应该寻找什么样的属性。”这项研究花了15年才完成。

正如世界上的人口被组织成很多集群（上至国家下至当地社区），细胞中的基因是在分层网络中运作的，以组织安排细胞生活。研究人员认为，如果我们要了解20000个人类基因做了什么，我们必须首先了解它们是如何相互联系的。

在酵母细胞中的研究首次表明，为了弄清一个基因的作用，我们需要不仅仅单独研究它的作用。有6000个基因，其中许多存在于人类当中，酵母细胞是一个相对简单但功能强大的人体细胞的替代品。

十多年前，一个国际科学家联合会首次逐个删除了酵母的每一个基因。他们惊奇地发现，只有五分之一的基因对于生存来说是关键的。直到去年，基因编辑技术的进步才使科学家们能够解决人类细胞中的相同问题。它揭示了同样的答案：只有一小部分的基因在人类细胞中是必不可少的。

这些研究结果表明，大多数基因被“缓冲”，以保护细胞免受突变和环境胁迫。为了了解这种缓冲是如何起作用的，科学家们想知道，细胞在一次失去一个以上的基因之后是否还能存活下来，他们必须测试数百万个基因对。

Andrews、Boone和Myers在酵母细胞中，通过一次成对地删除两个基因，开展了这项开拓性的工作。他们试图寻找那些对生存至关重要的基因对。这就需要定制的机器装置，和最先进的自动化流水线，来分析几乎所有1800万种不同的基因组合。

这个酵母图谱确定了在一个细胞中协同作用的基因。它显示，如果一个基因的功能缺失，在基因组中就有另一个基因填补其作用。这就像一个自行车的比喻：一个轮子类似于一个重要的基因——没有它，你就不能骑自行车。但是如果前刹车失灵了会怎样呢？嗯，只要后面的刹车没有坏，你就可以骑。但是如果前后轮两个刹车都坏了，你就要麻烦了。