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十多年前，当科学家开始绘制老鼠和人类的基因图谱时，一个国际研究团队便开始探索两者之间的“任务控制中心”——基因调控区域的功能差异。这项备受期待的研究成果于11月20日发表在《自然》杂志上，揭示了为什么对老鼠的研究并不总能在人类身上重现，并为理解DNA调控区域的功能带来了新曙光，这些区域通常与人类慢性疾病的遗传原因密切相关。

“老鼠和人类的绝大多数差异来自基因活性的调节，而非基因本身，”研究团队成员米歇尔·毕耳博士解释道，“老鼠是人类生物学的重要模型工具，我们必须理解这些差异，以便更好地研究人类自身。”

在早期的遗传学研究中，研究人员倾向于寻找与疾病相关的单个或多个基因突变。然而，如果没有“任务控制中心”（即基因调控区域），基因将无法在正确的时间、正确的地点产生正确数量的蛋白质。“从糖尿病、多动症到帕金森病等多数人类疾病，现在越来越清楚地表明是由非常规基因调控导致的，”毕耳补充道。

几乎所有的人类基因在老鼠身上都有明确的对应基因，但蛋白质编码基因仅占各自基因组的1.5%。这意味着，基于老鼠模型开发的有效化合物药物，往往对人类无效，因为关键的调控差异存在于非编码区域。

为了深入探究这些功能区域，研究团队分析了包括大脑、心脏、血液、肝脏、肾脏和皮肤在内的124种老鼠细胞和组织，收集了1000多份报告。数据库显示了DNA区域中哪些基因较为活跃、特殊蛋白质在何处与DNA结合，以及DNA复制在何处进行等关键信息。

毕耳还发明了一种数学工具，用于比较老鼠和人体组织数据库，并识别两者之间最相似的区域。分析表明，当老鼠基因处于蛋白质生产等细胞内进程时，与人类的活动模式非常相似；但涉及细胞表面活动进程时，其放射性剖面图显示了截然不同的模式。

“这是一个具有广泛影响的发现，研究人员可利用它来研究细胞间通信、免疫、心血管疾病和其他一系列疾病，”毕耳说，“进化机制已经仔细地为大多数基础性核心细胞进程保存了调控机制，但根据每个物种的需求，其余进程都发生了改变。”

令人惊讶的是，通过比较老鼠和人类细胞及组织的基因活性模式，研究团队还发现，在基因活性层面，老鼠大脑与小肠中基因模型的相似度，比老鼠与人类大脑基因模型之间的相似度要高得多。这意味着，大部分进化中的遗传变化发生在物种或系统层面，而非组织层面。

这一发现强调了在利用动物模型进行疾病研究时，必须考虑物种间的调控差异。未来，研究人员可以更精确地选择模型，或通过基因编辑技术调整老鼠的调控区域，使其更接近人类，从而提高研究的可转化性。