细胞合作的基因网络
时间：2013-10-08 阅读：392
细胞合作的基因网络
我们常将人类细胞视作是执行任务的微型计算机，疾病便是其功能失常所导致的结果。
他们获得的试验证据支持了这一*的观点。研究人员证实在细胞中，包括强有力的肿瘤抑制因子p53在内的一个基因网络，就像蜂巢中的蜂王一样，在细胞内强制造成了这种合作状态。当这些强制执行基因发生突变时，细胞之间随之发生竞争，便引发了疾病。
资深研究员、Icahn医学院黑人家庭干细胞研究所教授Thomas P. Zwaka说：“竞争和合作共同推动了进化，我们大家到一起进行合作全部都归因于我们的基因。”
Zwaka博士说，如果能得到进一步的研究支持，这些研究结果将为我们提供一条新的途径应对疾病。了解细胞合作和竞争行为的遗传基础可以解释癌症和免疫系统功能障碍形成的基础。“如果细胞丧失一个促进细胞间沟通的基因，它有可能会通过忽视停止增殖信号来控制其他的细胞。而免疫系统检测和攻击不合作的细胞，同样也具有意义。合作失败有可能也是出生缺陷发生的基础。”
他补充说，或许可以通过治疗来重新启动合作，或是操控干细胞样细胞生成替代细胞用于再生医学。
“细胞的运作不像小机器，它们的行为不端是不可预知的。我们的研究表明合作是我们进化的核心，使得我们获得了一些遗传机制保护自身对抗欺骗和独裁行为。”
具有古老功能的一个基因网络
该研究小组从长远的视角来思考了这种细胞行为。他们想知道数亿年以来作为单个元件生存在地球上的细胞是如何有效地将自身捆绑在一起执行特异任务的。“细胞以某种方式开始形成联盟及进行合作，很显然这种多细胞性具有某些优势。”
他们也提出了疑问：生活在群体中的单个细胞“欺骗”行为到底发生了什么——竞争行为使得细胞无需与群体公平共享而获得一种生殖优势。
研究人员在干细胞中进行遗传筛查，寻找了使得细胞出现行为不端，导致其变得略有些反群体，做些通常不会做的事情的突变。这一筛查找到了大约100个基因，它们似乎聚集到一起形成了一个网络。
研究小组将侧重点放在了三个基因上：p53，长期以来被称作是基因组的卫士；Topoisomerase 1 （*），控制了基因组的稳定性；以及与气味感知相关的嗅觉受体。
他说：“我们能够理解p53有可能促进了合作，因为p53功能是丧失是许多癌症形成的一个步骤。但是发现*和嗅觉受体具有相同的功能，让我们感到惊讶。我们认为这些基因具有一种远古的功能，通过帮助细胞协调它们的活动护卫了多细胞生物体。”
随后科学家们在发育小鼠胚胎中检测了抑制这些基因的影响。让他们吃惊的是，p53和*抑制的胚胎发育正常，这有可能是因为未受损的社会强制执行基因接替了它们。
Zwaka博士说：“这向我们表明突变细胞只会是在正常细胞周围时才表现行为不端。它们变得具有竞争力，这或许促进了进化发展。当所有的细胞都相同，即它们都是突变细胞或正常细胞时，它们会相互合作。”
“这项研究表明，在早期原始阶段细胞中的合作、利他行为、欺骗和其他所谓的社会行为都是通过基因组到一起。或许阿米巴、昆虫、动物、人类文化和社会普遍遵循固有的合作规则并非巧合。达尔文将进化解释为是生存竞争，但也必须要承认合作在复杂进化中的重要性。
msox:esHx� �� mily:宋体;近期相关的成果也是层出不穷，例如同期Cell杂志也刊登了另外一项成果：One-Step Generation of Mice Carrying Reporter and Conditional Alleles by CRISPR/Cas-Mediated Genome Engineering，实现了一步操控小鼠基因组纳入了报告基因和条件性等位基因，这样现在生成包含如此复杂工程等位基因的动物只需数周而非数年的时间，并可利用这些动物来构建疾病模型及研究基因功能。
这些方法将大大加快构建基因修饰动物的速度。研究人员还将利用这种方法借助于CRISPR/Cas来构建出复杂疾病的模型。