4年研究推翻基因组原有理论

　　

生物通报道：来自斯坦福大学医学院的研究人员完成的一项有关血管壁中的细胞如何整体移动的研究推翻了基因组中一个普遍认同的假说：驱动细胞行为的蛋白由于需执行的任务太多，以至于几乎不可能通过一些断断续续的功能聚集细胞。而研究人员发现实际上不同的蛋白群体能各自调控细胞整体迁移中4个简单行为中的一个。这一研究成果公布在12月1日的《Genes and Development》杂志上。

文章的通讯作者是斯坦福大学医学院化学与系统生物学教授Tobias Meyer博士，第一作者是其研究生Philip Vitorino，这一研究项目开始于2004年，经过4年的研究，目前已经完成了这一项目其中一部分（研究项目主要希望了解细胞极其复杂的内部工作）。

研究人员首先将从脐带组织中取来的细胞进行层培养，观察将一些细胞移开后细胞的行为变化，Vitorino表示，“我们将细胞核进行了染色，然后在显微镜下观测15－20个小时间细胞的活动”。

这些细胞以每小时10微米的速度移动，研究人员发现这些运动可以分成4个阶段：单细胞移动，毗邻细胞移动，定位感知（directional sensing）和细胞分裂。

之后Vitorino等人将可能在细胞运动中扮演调控角色的100多个基因沉默，观察每一个变化对于细胞群体运动的影响。结果他们发现这些基因可能是以不同的模块完成功能，“一个假说认为，如果缺失一个基因，那么其它所有的可能都不能行使功能了，这没错”，但是Vitorino也发现阻断一个基因只会中断4个步骤中一个——这说明只有一个模块系统在工作。

“细胞要调控层运动，并不需要激活或失活成百上千的蛋白”，“相反，它们只需要简单的配合4个模块的活性，完成运动。”

Vitorino也做了一些有趣的观测：单个细胞沉默基因后的影响，“一些沉默会导致细胞变成尖头状，一些则会使细胞变长，一些会导致细胞不能黏粘在一起，一些会让它们快速分裂，还有些则导致分裂速度变慢。”

“最困难的是，组织所有的数据，并从中进行分析”，获得这些数据花费了差不多一年的时间，分析，验证，以及整理这些数据则花费了两倍的时间。

这项发现至少对于血管壁细胞运动而言，标志了细胞生物学里早期概念：模块的回归，这一概念在20世纪90年代，基因组出现之前十分流行。

细胞生物学家都喜欢将细胞功能比喻成汽车机械工作，Vitorino也不例外，“科学家们利用人类基因组，生化研究和蛋白质组学方法，获得了许多部件的详细清单，以及哪些部位有哪些部件的一些信息。”

“我们现在做的是区分这些部件哪些是用于前驱运动，哪些是导航部分，哪些是发出信号，通知其它汽车，哪些是对于刹车而言十分重要的部件。”

“最终这将帮助我们简化复杂的行为，为发展新型医疗方法提供有利的工具”，“随着对这个机器各个部分的深入了解，我们将更易有效的修改这个系统，改变细胞的行为，达到治疗人类疾病的目的。”

（生物通：张迪）