電子克隆“揭短”美國(guó)人類基因模式研究

北京大學(xué)人類**基因研究中心博士后張德禮等人日前撰文指出，美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心（NCBI）基因組注釋項(xiàng)目公布的人類基因模式參考序列（約15000個(gè)）可能存在著各種類型的多處錯(cuò)誤，他們的論文——《人類新基因的電子克隆、實(shí)驗(yàn)確認(rèn)與功能研究》在不久前舉行的第七屆國(guó)際人類基因組大會(huì)獲Poster獎(jiǎng)，這也是科學(xué)家**在國(guó)際人類基因組大會(huì)上獲獎(jiǎng)。

張德禮博士向記者介紹說(shuō)，今年2月他們用自己克隆的3 個(gè)人類新基因（C17orf32, SPRYD1和C1orf31）上網(wǎng)查新發(fā)現(xiàn)，NCBI所注釋的模式基因參考序列的4個(gè)中就有3個(gè)是錯(cuò)誤的，其中包括SPRYD1的開放讀碼框架(ORF)提前終止錯(cuò)誤, 以及C17orf32錯(cuò)誤地插入一個(gè)堿基而導(dǎo)致ORF移位或錯(cuò)誤拼接，除實(shí)際ORF中間一小段外，兩端側(cè)翼區(qū)都是錯(cuò)誤的。因此，張德禮認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)慎重看待計(jì)算機(jī)注釋可能存在的各種類型錯(cuò)誤的人類基因組編碼序列，而利用電子克隆技術(shù)并結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證完全能夠糾正或避免現(xiàn)有的人類基因組編碼序列中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

新基因的搜尋和蛋白質(zhì)功能分析是人類基因組圖譜公諸于世后的研究熱點(diǎn)，電子克隆技術(shù)將成為加速基因克隆的一條有效途徑。電子克隆就是以數(shù)學(xué)算法為手段，以計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)為工具，利用現(xiàn)有的表達(dá)序列標(biāo)簽(EST)和生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)，在未注釋的人類基因組序列上發(fā)掘未知功能的新基因，并通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行編碼序列和功能驗(yàn)證，為人類功能基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)研究提供新的線索和基礎(chǔ)。張德禮等人建立的將生物信息學(xué)分析與實(shí)驗(yàn)確認(rèn)相結(jié)合的技術(shù)策略將有助于發(fā)現(xiàn)更多的人類新基因，特別是3個(gè)人類新基因（RABL3, ZNF362和C17orf32）的成功克隆及其小鼠和大鼠同源基因的克隆，對(duì)促進(jìn)新基因電子克隆技術(shù)和軟件的開發(fā)具有重要的理論指導(dǎo)意義。

“人類新基因的電子克隆與實(shí)驗(yàn)確認(rèn)”研究開始于1999年秋天，歷時(shí)三年完成。使用電子克隆技術(shù)發(fā)現(xiàn)的100個(gè)人類新基因，多為**相關(guān)基因、細(xì)胞因子基因和信號(hào)傳導(dǎo)基因等功能活性強(qiáng)的人類小分子肽類基因，其中已被國(guó)際基因庫(kù)接受并使用了標(biāo)準(zhǔn)化基因命名符號(hào)的人類基因有23個(gè)。首批選擇的10個(gè)人類新基因經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和cdna測(cè)序驗(yàn)證，確認(rèn)均是真實(shí)的基因，其中半數(shù)基因是具有特定重要功能結(jié)構(gòu)域的高效基因。這些與細(xì)胞增殖及分化相關(guān)的癌基因和轉(zhuǎn)錄因子的初步克隆成功，標(biāo)志著我國(guó)人類基因組深層次的研究已取得了重要階段性成果，并將有助于加深人們對(duì)基因功能和表達(dá)調(diào)控機(jī)制的了解。

張德禮說(shuō)，以往國(guó)內(nèi)外公開發(fā)表的文獻(xiàn)和各種會(huì)議論文中都沒(méi)有指出NCBI人類基因模式參考序列中存在錯(cuò)誤，而這次他們用確認(rèn)的兩個(gè)人類新基因糾正了NCBI基因組注釋項(xiàng)目公布的3個(gè)不同類型的錯(cuò)誤模式基因參考序列的事實(shí)說(shuō)明，人類基因識(shí)別并不像公眾想像的那么容易，人類新基因的正確識(shí)別和注釋仍是一項(xiàng)長(zhǎng)期而繁重的任務(wù)，即使目前被認(rèn)為*可靠的NCBI公布的15000個(gè)人類基因模式參考序列，除有充分實(shí)驗(yàn)證據(jù)的1/3外，其余2/3仍可能存在各種類型序列錯(cuò)誤，只有經(jīng)理論與實(shí)驗(yàn)確認(rèn)后才是可靠的。因此，將來(lái)人體組織細(xì)胞與生物功能的電子模擬難度便可想而知，揭開生命奧秘與分子醫(yī)學(xué)機(jī)制全貌的人類功能基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)研究更是整個(gè)新世紀(jì)的工作任務(wù)，只有依靠理論、實(shí)驗(yàn)與計(jì)算生物學(xué)三者的相互配合才有可能圓滿完成。