瑞士生物信息研究所(SIB)和欧洲生物信息研究所(EMBL-EBI)的研究人员指出,对人类与其他生物共有基因的研究具有重要价值。该研究展示了生物信息学在探索生命科学根本原则方面的潜力,相关成果发表于《PLoS Computational Biology》期刊。
通过对模式物种基因的研究,整个生物学领域获得了宝贵的认识。生命科学研究人员通过基因研究理解机体运作机制及疾病形成过程。长期以来,科学家利用模式生物(如小鼠)研究人体生物学,这基于“同源猜想”:从某些物种获取知识,进而应用于更多物种。
同源猜想
理解同源概念,可以类比犬齿的研究:通过研究狼的犬齿,我们能更深入地认识人类的犬齿和臼齿。在遗传学上,科学家比较来自同一祖先的人类和小鼠基因(称为“同源性”),或比较人类的不完整基因拷贝(称为“旁系”)。
同源性推测
40年来,科学家一直采用同源性策略,并取得了显著成效。对模式物种基因的研究为整个生物学领域提供了宝贵见解,但此前缺乏足够数据来权威地回答相关问题。随着生物技术的进步,每天产生的大量数据最终有望解决这一争议。
通过先进的计算技术,研究人员从大量科学论文的数据中分析了13个物种的40万对基因(包括同源和旁系)。他们比较了两种方法,并选择了较优的一种。
洛桑大学的Marc Robinson-Rechavi教授表示:“我们的数据证明,同源性研究确实有用,但这只是开始。它处于比较基因组学的核心位置,使我们能够从少数生物体中推断知识,并将其应用于所有生命体。”
EMBL-EBI的Christophe Dessimoz指出:“我们发现,目前的实验注释支持这一标准模型。此外,我们将致力于验证这一假设——研究其他物种(如小鼠、酵母和细菌)的基因可阐明人类生物学的各个方面。”
美国印第安纳大学的Matthew Hahn及其同事近期也探讨了相同问题,但得出了不同结论,引发了一些争议。对基因功能认识的偏差导致了这些争议。通过控制该因素,新研究明确支持同源猜想,并表明与人类亲缘关系较远的物种(甚至蠕虫、苍蝇、酵母菌或细菌)也具有相关性和实用性。
欧洲生命科学数据基础设施大力支持信息开放性,研究数据将免费公开,包括基因组序列和实验知识。ELIXIR将巩固这一传统,并在欧洲及全球范围内打造下一代生物信息基础设施。