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化学遗传学漫谈

来源:网络来源 2009-09-02 15:29:26

[标签:遗传 化学]

  遗传学的基本研究对象是生物体内的各种变异,包括宏观水平如个体或细胞的形态变化,以及分子水平如基因或蛋白质的突变。一般说来,基因的突变是引起个体性状改变的根源。因此,遗传学家的主要任务是通过研究基因的变异来发现基因的功能。自20世纪初现代遗传学诞生以来,在一个世纪的时间内,生物学家们发展出了许多研究基因突变的遗传学方法,揭示了众多基因的功能。然而,随着后基因组时代的到来,人们已不再满足于传统的遗传学手段,希望有一种能够快速、大规模研究基因突变的方法。由此,一门新兴交*科学——化学遗传学(chemicalgenetics)便应运而生,利用大量的小分子化合物去研究基因的功能。

  传统的遗传学手段大致可以分为“正向遗传学”(forwardgenetics)和“反向遗传学”(reversegenetics)两类。正向遗传学是指,通过生物个体或细胞的基因组的自发突变或人工诱变,寻找相关的表型或性状改变,然后从这些特定性状变化的个体或细胞中找到对应的突变基因,并揭示其功能。例如遗传病基因的克隆。反向遗传学的原理正好相反,人们首先是改变某个特定的基因或蛋白质,然后再去寻找有关的表型变化。例如基因剔除技术或转基因研究。简单地说,正向遗传学是从表型变化研究基因变化,反向遗传学则是从基因变化研究表型变化。

  化学遗传学也同样继承了这两种不同的研究策略。正向的化学遗传学采用各种小分子化合物处理细胞,诱导细胞出现表型变异,然后经过筛选,寻找小分子作用的靶标(通常是蛋白质)。一个正向化学遗传学研究范例来自哈佛大学的科学家,他们采用哺乳动物细胞为筛选模型,观察了上万种化合物对细胞分裂的影响,从中发现了一个能强烈抑制哺乳动物细胞分裂的化合物monastrol;进一步的研究揭示,monastrol专一地抑制有丝分裂驱动蛋白Eg5[1]。

 

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