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《科学》杂志2006年9月8日精选:癌症基因组、HIV潜伏机制、类地行星、杂交不育与酵母改造

《科学》杂志2006年9月8日精选:癌症基因组、HIV潜伏机制、类地行星、杂交不育与酵母改造

测序癌症基因组

一组研究人员首次完成了对乳腺癌和结肠癌中13,000个编码蛋白基因的大规模测序,为癌症相关突变提供了独特视角,并揭示了可能的诊断和治疗新靶点。Tobias Sjoblom及其同事的分析发现了189个“可能的”癌症基因,其中许多此前未被发现与癌症相关,这些基因在乳腺癌和结肠癌中突变频率较高。它们编码的蛋白涉及细胞附着、信号转导和转录调节。乳腺癌和结肠癌的突变谱不同,提示存在器官特异性致癌物质。两类肿瘤中的突变癌症基因集合也存在差异,甚至同一组织中的不同肿瘤也表现出不同的基因突变。研究人员认为,这项研究提供的信息可能有助于指导计划中的大规模“癌症基因组”测序项目。

帮助HIV在细胞中休眠的蛋白

科学家发现,一种“保镖”蛋白在帮助HIV将其基因组整合到宿主细胞核中起关键作用,这使得HIV能够长期潜伏(例如在抗病毒治疗期间),并在条件适宜时重新激活。HIV产生能进入细胞核并与宿主DNA混合的DNA,该过程由病毒整合酶催化。科学家一直在寻找可能辅助整合的分子,其中候选者之一是p75蛋白。该蛋白与整合酶结合,将病毒束缚在宿主细胞核的遗传物质上,帮助病毒逃避细胞防御系统的降解。然而,p75在整合中关键作用的证据此前并不一致,使其重要性受到质疑。Miguel Llano及其同事使用改进方法降低细胞中p75的活性,从而证明该蛋白在病毒整合中的关键作用。作者提出,干扰p75与整合酶相互作用的药物可能对对抗HIV有效。

类似地球的行星与热木星

一项新研究预测,许多巨大行星系统中可能存在地球大小的行星。其中一些可能位于系统的“宜居带”,温度适宜且存在液态水;另一些则可能运行在非常靠近恒星的轨道上,导致极端高温。巨大行星在环绕新生恒星的原行星盘外围寒冷区域形成,但科学家最近发现了“热木星”,其轨道比木星离太阳近得多。这些行星必定在螺旋轨道上向恒星旋转,但在此过程中也扰乱了系统中其他行星的轨道。Sean Raymond及其同事模拟了在向内螺旋旋转的巨大行星系统中,地球大小行星的形成和行为。他们发现,这些较小行星可以在巨大行星轨道的内侧或外侧形成。一些位于巨大行星轨道外侧的地球大小行星可能像地球一样,是富含水的宜居星球。

基因转位导致杂交雄性不育

科学家发现了一种在自然种群中形成生殖隔离的新机制,该机制虽曾被提出,但这是首次在自然界观察到。果蝇中一个对生殖至关重要的基因从一个染色体跳到另一个染色体上,导致杂交雄性丧失生育能力。John P. Masly及其同事追随达尔文的脚步,寻找物种分化的原因。DNA序列变化通常有助于这一过程。例如,马和驴交配产生不育的骡子,是因为两种动物的遗传基因不同。这些不育的骡子实现了马和驴的“生殖隔离”。研究人员在实验室中交配两种果蝇:黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)和拟果蝇(D. simulans),它们约在300万至500万年前分化。研究人员意外发现,在此期间,对精子能动性至关重要的JYAlpha基因从黑腹果蝇的4号染色体跳到了拟果蝇的3号染色体。许多缺少JYAlpha的雄性杂交果蝇不育,表明在这种情况下,生殖隔离是由基因转位而非DNA序列变化造成的。

改造酵母使其生产人的糖类蛋白

通过复杂的基因工程技术,研究人员使某些酵母能够生产类似人类的糖类蛋白。这些糖类蛋白,如促红细胞生成素和某些抗体,具有重要的治疗价值。目前,这些重要蛋白是用哺乳动物培养细胞生产的,但如果能用酵母生产,则会更简单、更快速。Stephen Hamilton及其同事在毕赤酵母(Pichia pastoris)中敲除了4个基因并添加了14个新基因,然后利用其生产类似人类的、带有重要唾液酸的糖类蛋白。这种基因改造的酵母分泌了促红细胞生成素,该蛋白有助于红细胞生成,是治疗贫血的重要药物。

(责任编辑:泉水)