精确绘制基因组图谱的新技术

能以及如何执行功能，科学家需要能够获得这些相关蛋白的纯样本。由于这些基因含有产生这些蛋白的遗传指令，因而确切了解这些遗传指令代表什么，它们在哪里，如何得到它们对于研究人员十分重要。目前还略显粗糙的人类基因组图谱是由计算机程序产生，这些程序只能预测基因可能位于染色体的什么部位，而不能准确定位基因存在的位点，Vidal说。“这就是物体的环状柔焦镜与可详细显示物体轮廓的crisper 图像之间的差异。”而且，目前的人类基因组图谱对基因的内部组织描述也不完全。基因常常被描述为沿染色体排列的一行念珠。事实上，基因本身是由交互的DNA带组成的。含有编码蛋白质信息的外显子部分，与间插其中的无编码功能的内含子部分交互出现。有许多基因，科学家都不确切知道这些部分在哪里开始，哪里结束。“在估计的人类基因组中的30,000个基因中，只有约5,000个已得到明确鉴定。”Vidal说。Vidal是哈佛医学院的遗传学助理教授。“其它25,000个基因的结构还有待准确鉴定。”而且，染色体上还有未知区域，这些区域可能也含有尚未发现的基因。”在这项研究中，Vidal 和他的同事用他们自己发明的一个技术检查了C. elegans基因组图谱的准确性。常规技术很容易漏掉不太活跃的基因，这些基因无法有效将遗传信息转化为蛋白质。这个策略涉及到称为开放读码框（open reading frames, ORF）的遗传片段。开放读码框中包含了一个基因中的大多数外显子，此时内含子已被除去或剪切掉。“开放读码框是蛋白质的真正遗传蓝本。”Vidal 解释说。“内含子似乎并未参与蛋白质合成。”C. elegans与所有生物一样，需要产生开放读码框作为生存的天然部分。当细胞产生一种蛋白时，编码该蛋白的基因需要产生开放读码框，因为遗传信息需要从基因转化为RNA，RNA将信息运送到细胞的蛋白质加工厂。通过捕捉C. elegans细胞内的RNA，并将其转化为互补DNA（cDNA），研究人员可以收集线虫的全套开放读码框信息。这些cDN-段代表了线虫的每个基因，研究人员将它们与染色体上被认为含有这些基因的区域做了比较。研究人员用这项技术检查了线虫所有19,000个基因。他们发现，线虫基因组中超过一半（56％）的预测基因与他们分离的真实基因没有完全匹配。“这说明即使在C. elegans这样基因组比人类基因组容易了解得多的模式生物中，基因组图谱尚需要做许多修正和精炼。”Vidal说。“我们距离拥有一张描述线虫基因组的完美图谱还有很长的路要走，更不要提人类基因组了。”“这项技术在线虫中获得的成功表明，它同样可以成功用于其它生物的基因组研究，－－包括人类。”Vidal说。“这个技术使我们可以更为接近完全准确的人类基因组图谱。”
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