電子克隆“揭短”美國人類基因模式研究

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，美國國家生物技術(shù)信息中心（NCBI）基因組注釋項目公布的人類基因模式參考序列（約15000個）可能存在著各種類型的多處錯誤，他們的論文——《人類新基因的電子克隆、實驗確認(rèn)與功能研究》在不久前舉行的第七屆國際人類基因組大會獲Poster獎，這也是科學(xué)家**在國際人類基因組大會上獲獎。

張德禮博士向記者介紹說，今年2月他們用自己克隆的3 個人類新基因（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個中就有3個是錯誤的，其中包括SPRYD1的開放讀碼框架(ORF)提前終止錯誤, 以及C17orf32錯誤地插入一個堿基而導(dǎo)致ORF移位或錯誤拼接，除實際ORF中間一小段外，兩端側(cè)翼區(qū)都是錯誤的。因此，張德禮認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)慎重看待計算機(jī)注釋可能存在的各種類型錯誤的人類基因組編碼序列，而利用電子克隆技術(shù)并結(jié)合實驗驗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，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，在未注釋的人類基因組序列上發(fā)掘未知功能的新基因，并通過生物學(xué)實驗進(jìn)行編碼序列和功能驗證，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)分析與實驗確認(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驗確認(rèn)”研究開始于1999年秋天，歷時三年完成。使用電子克隆技術(shù)發(fā)現(xiàn)的100個人類新基因，多為**相關(guān)基因、細(xì)胞因子基因和信號傳導(dǎo)基因等功能活性強(qiáng)的人類小分子肽類基因，其中已被國際基因庫接受并使用了標(biāo)準(zhǔn)化基因命名符號的人類基因有23個。首批選擇的10個人類新基因經(jīng)生物學(xué)實驗和cdna測序驗證，確認(rèn)均是真實的基因，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基因功能和表達(dá)調(diào)控機(jī)制的了解。

張德禮說，以往國內(nèi)外公開發(fā)表的文獻(xiàn)和各種會議論文中都沒有指出NCBI人類基因模式參考序列中存在錯誤，而這次他們用確認(rèn)的兩個人類新基因糾正了NCBI基因組注釋項目公布的3個不同類型的錯誤模式基因參考序列的事實說明，人類基因識別并不像公眾想像的那么容易，人類新基因的正確識別和注釋仍是一項長期而繁重的任務(wù)，即使目前被認(rèn)為*可靠的NCBI公布的15000個人類基因模式參考序列，除有充分實驗證據(jù)的1/3外，其余2/3仍可能存在各種類型序列錯誤，只有經(jīng)理論與實驗確認(rèn)后才是可靠的。因此，將來人體組織細(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)研究更是整個新世紀(jì)的工作任務(wù)，只有依靠理論、實驗與計算生物學(xué)三者的相互配合才有可能圓滿完成。