資料來源:中時新聞
2000年6月27日
本報專用紐約時報特稿 人類基因組的草圖已繪製出來,這是潛藏在去氧核醣核酸(DNA) 中的遺傳密碼首度呈現全貌,這些DNA共有二十四條,每條由無數 四個字母代表的密碼持續聯繫,構成一個以字碼書寫、中間無標點的 超生命方程式,乍看之下,這些字碼像外星訊息般毫無意義,但假以 時日,這些謎終能解開並對全人類產生深遠的影響。 醫學將是第一個受惠於人類基因組研究的領域,甚至可能因此產生 革命性的變化。但基因組研究的重要性絕不止於此,未來的生物學也 可能完全改觀,使我們對人類本身、人類歷史、人類內在潛能、以及 人類與其他萬物間關係的知識都因此而重新界定。 以往的生物學像家庭手工業,生物學家一次只能研究一個基因或一 種蛋白質,但基因組圖譜的掌握將把生物學推展到一個全新境界,讓 一個細胞的所有基因或所有蛋白質可以同時被研究。 為解讀及分析基因組所含的遺傳訊息,一些新學科正在形成,例如 以撰寫電腦程式來「注解」(annotate)基因組的生物資訊學(bioi nformatics),或稱電腦基因組學,內容包括分析所有的基因;其次是 proteomics,係以大規模方式分析細胞內各種蛋白質的學科。 基因組研究的第一個任務是注解,這個辭彙係借用電腦程式設計師 撰寫軟體時加注的解釋而來,因為基因組就像生物性的電腦程式,只 是中間連指示每個基因起點與終點的標點符號都付諸闕如,遑論解釋 哪些基因負責哪些功能或任務的注腳。 缺乏標點符號使得基因的辨認很困難。每個基因都會被若干外顯子 (exon,或稱表現序列,這是DNA中帶有蛋白質氨基酸密碼的序列 )切成幾段,外顯子在DNA的螺旋狀長條構造中出現的機率不高, 只佔卅億個密碼的三%。 人類細胞定期複製某些起作用的基因,生物學家已經取得一些被複 製的基因,並分析其段落結構。根據這些已知的基因段落,和基因組 中各DNA的字碼序列比對,就可挑出許多外顯子並據以辨認某個基 因。 一旦辨認出某個基因,電腦基因組學家可就它在DNA中所佔的序 列和其他功能已被發現的基因比對,從而猜出它的功能。目前有許多 細菌及兩種動物(線蟲與果蠅),其基因組已被定序及注解,其中許 多基因的功能也已被辨認出來。 由於生命演化的一致性,每個人類基因的序列與其他生物同等基因 的序列,看起來都很相似。 在這種情況下,解讀人類基因組更有用的關鍵可能是老鼠,方法很 簡單,就是把老鼠與人類的基因組放在一起比對,尋找兩者的DNA 序列相同的地方。 生物學家判斷,如果回溯到老鼠與人類的共同祖先,其後大約有一 億年兩者的DNA序列大致相同,然後開始產生歧異。目前已經解讀 的其他生物基因組中,約有三分之一的基因與人類已知的基因無法配 對,這是因為這些物種與人類的歧異太大。等到生物學家破解老鼠的 基因組後,可為辨認人類基因提供更多的線索。 (尹德瀚譯) |