比现有研究方法快140倍权威杂志称具有里程碑意义

　　人类有3万个基因，在过去30年中，倾全世界科学家之力，我们对其中3000个基因的功能有了初步了解。近日，复旦大学科研人员宣布，他们找到了一把快速解读基因功能的钥匙———PB转座因子，通过这个因子，他们将研究基因功能的效率提高了140倍。这项具有“里程碑”意义的研究将在8月12日刊登在国际生物界权威杂志《细胞》的封面上。

　　发现

　　“天书”钥匙藏在蛾子体内

　　许田博士是这个科研小组的带头人，他现在是美国耶鲁大学遗传系副主任、复旦大学发育生物学研究所所长。“过去30年，全世界研究遗传的科学家都在努力了解基因这部‘天书’，但是人们只对其中不到3000个基因有初步认识，连10%都不到。”许田告诉记者，对基因功能的基本研究方法是，使实验动物体内的某一个基因发生突变，然后再观察这个动物生理上产生的变化。比如破坏一只小白鼠体内的某个基因，结果发现小白鼠长大后肾出现问题，从而了解到这个基因与肾病之间的关系。“关键的问题是用什么方法引发基因突变。”许田介绍，他们找到的这个“PB转座因子”实际上就是一个能够引发基因突变的方法。所谓“转座因子”，是一类可以进入基因组内不同位置，并导致基因突变的载体。转座因子目前已在植物界和昆虫界得到广泛应用。

　　“全世界已发现有几千个转座因子，但却一直没有找到适合哺乳动物基因突变的。”许田说，大量的转座因子在进入哺乳动物身体后就好像睡着了一样根本无法引起基因突变，以至于很多科学家都认为转座因子对哺乳动物没有作用。

　　许田与研究组里其他两位科学家一起在美国留学的时候，就开始寻找适合哺乳动物的转座因子。7年前他们回到复旦大学继续寻找这个因子，并开始将方向转向以前科学家们从来没有研究过的转座因子类型。经过大量的试验后，他们终于在其他科学家都不曾想到的蛾子体内，发现了能够稳定引起哺乳动物基因突变的因子———PB转座因子。

　　功能

　　“夸蛾”因子类似潜艇鱼雷

　　PB转座因子是从飞蛾体内找到的，因此，许田和伙伴给这个因子取了一个中文名字“夸蛾”。“夸蛾”是我国古代神话传说《愚公移山》中的大力士，而PB转座因子则是微观世界里的大力士。许田他们发现，夸蛾进入基因组后，就好像一枚已经锁定目标的鱼雷，可以直接插入到相应基因当中，然后引起这个基因的突变。这个因子除了在昆虫身上能够稳定地引起基因突变外，在进入哺乳动物身体后也能够保持这种稳定性。此外，研究人员还发现，夸蛾还能够像潜艇一样将外界的基因片断带入实验动物体内，不仅可以不损坏原有的基因，还可以使所携带的基因片断的各种特性表达出来。在这个科研小组的实验室内，就有一只体内植入了“荧光蛋白”的“荧光小白鼠”。这只小白鼠的皮肤和眼睛能够在荧光灯下发出幽幽的红光。“如果进行产业化运作，这种可以闪闪发光的小动物肯定会受到小朋友的欢迎。”许田介绍，目前他们已经在人体细胞里验证了这种因子的稳定性，当荧光蛋白进入人体细胞后，细胞也发出了闪闪的荧光。“转基因有着巨大的经济利益，比如用夸蛾把‘尺寸调控基因’送入猪的体内，那么就可以控制猪的大小，普通的成年肉猪也可以像小乳猪那样盛在盘子里。”许田说。

　　影响

　　基因研究效率提高了140倍

　　运用夸蛾进行基因功能研究的最大优点是研究的效率可以大幅度提高。许田介绍，在基因功能研究领域，目前采用最广泛的研究方法是“基因剔除方法”，即在实验白鼠还是干细胞状态时将其中某个基因剔除，然后将其发育成为基因突变的白鼠。除了技术难度很大外，这种方法的研究周期也很长，两个研究者在一年内才能培育出两个基因剔除的小鼠。而利用夸蛾来引起基因突变，许田的研究组可以做到两个人在3个月内培养出70个基因突变的小白鼠，并确定其基因功能。整个研究效率提高了140倍。“按照这种速度，只要通过大规模的试验，并加上财力物力支持，破获3万个基因并不是遥不可及的事情。条件允许的话，可能3年时间就会完成。”许田表示，他们已经在一年中对全部基因数量的约1%进行了功能研究，并将公布其中70多个基因的功能研究成果。许田介绍，99%的人类基因都可以在小鼠中找到同源基因。因此可以说，老鼠是一种在身体和基因方面近似于人类的哺乳动物，对老鼠基因功能的认识对了解人类基因的功能、揭开生老病死的奥秘有重要意义。而据记者了解，复旦大学将启动大规模小鼠功能基因组研究计划，准备建立一个能容纳1万个笼子的小鼠房。

　　评价

　　“夸蛾”因子是里程碑式发现

　　7月21日，国际顶级生命科学杂志《细胞》在线发表了复旦研究组所取得的成果，并称将于8月12日在封面刊载这一成果。《细胞》杂志审稿人评价：新方法简便高效，提供了大规模研究小鼠等哺乳动物基因功能的解决方案，并称这项工作“是里程碑式的发现，对人类基因研究有重要意义”。由于每次转座因子的发现都在科学界引起相当的轰动，美国科学家麦克林托克还因为发现转座因子而获得了1983年诺贝尔医学奖。复旦研究组的发现是否也会给他们带来一连串的荣誉呢？对此，许田表示，奖励是别人给的，而他们的实验室只负责进行试验，尽量发现更多基因的功能。他分析，他们的成果之所以受到各方关注，是因为PB转座因子的发现给许多科学家的研究提供了一种更为有效的方法。