細(xì)胞合作的基因網(wǎng)絡(luò)
我們常將人類細(xì)胞視作是執(zhí)行任務(wù)的微型計算機，疾病便是其功能失常所導(dǎo)致的結(jié)果。
他們獲得的試驗證據(jù)支持了這一*的觀點。研究人員證實在細(xì)胞中，包括強有力的腫瘤抑制因子p53在內(nèi)的一個基因網(wǎng)絡(luò)，就像蜂巢中的蜂王一樣，在細(xì)胞內(nèi)強制造成了這種合作狀態(tài)。當(dāng)這些強制執(zhí)行基因發(fā)生突變時，細(xì)胞之間隨之發(fā)生競爭，便引發(fā)了疾病。
資深研究員、Icahn醫(yī)學(xué)院黑人家庭干細(xì)胞研究所教授Thomas P. Zwaka說：“競爭和合作共同推動了進(jìn)化，我們大家到一起進(jìn)行合作全部都?xì)w因于我們的基因。”
Zwaka博士說，如果能得到進(jìn)一步的研究支持，這些研究結(jié)果將為我們提供一條新的途徑應(yīng)對疾病。了解細(xì)胞合作和競爭行為的遺傳基礎(chǔ)可以解釋癌癥和免疫系統(tǒng)功能障礙形成的基礎(chǔ)。“如果細(xì)胞喪失一個促進(jìn)細(xì)胞間溝通的基因，它有可能會通過忽視停止增殖信號來控制其他的細(xì)胞。而免疫系統(tǒng)檢測和攻擊不合作的細(xì)胞，同樣也具有意義。合作失敗有可能也是出生缺陷發(fā)生的基礎(chǔ)。”
他補充說，或許可以通過治療來重新啟動合作，或是操控干細(xì)胞樣細(xì)胞生成替代細(xì)胞用于再生醫(yī)學(xué)。
“細(xì)胞的運作不像小機器，它們的行為不端是不可預(yù)知的。我們的研究表明合作是我們進(jìn)化的核心，使得我們獲得了一些遺傳機制保護(hù)自身對抗欺騙和獨裁行為。”
具有古老功能的一個基因網(wǎng)絡(luò)
該研究小組從長遠(yuǎn)的視角來思考了這種細(xì)胞行為。他們想知道數(shù)億年以來作為單個元件生存在地球上的細(xì)胞是如何有效地將自身捆綁在一起執(zhí)行特異任務(wù)的。“細(xì)胞以某種方式開始形成聯(lián)盟及進(jìn)行合作，很顯然這種多細(xì)胞性具有某些優(yōu)勢。”
他們也提出了疑問：生活在群體中的單個細(xì)胞“欺騙”行為到底發(fā)生了什么——競爭行為使得細(xì)胞無需與群體公平共享而獲得一種生殖優(yōu)勢。
研究人員在干細(xì)胞中進(jìn)行遺傳篩查，尋找了使得細(xì)胞出現(xiàn)行為不端，導(dǎo)致其變得略有些反群體，做些通常不會做的事情的突變。這一篩查找到了大約100個基因，它們似乎聚集到一起形成了一個網(wǎng)絡(luò)。
研究小組將側(cè)重點放在了三個基因上：p53，長期以來被稱作是基因組的衛(wèi)士；Topoisomerase 1 （*），控制了基因組的穩(wěn)定性；以及與氣味感知相關(guān)的嗅覺受體。
他說：“我們能夠理解p53有可能促進(jìn)了合作，因為p53功能是喪失是許多癌癥形成的一個步驟。但是發(fā)現(xiàn)*和嗅覺受體具有相同的功能，讓我們感到驚訝。我們認(rèn)為這些基因具有一種遠(yuǎn)古的功能，通過幫助細(xì)胞協(xié)調(diào)它們的活動護(hù)衛(wèi)了多細(xì)胞生物體。”
隨后科學(xué)家們在發(fā)育小鼠胚胎中檢測了抑制這些基因的影響。讓他們吃驚的是，p53和*抑制的胚胎發(fā)育正常，這有可能是因為未受損的社會強制執(zhí)行基因接替了它們。
Zwaka博士說：“這向我們表明突變細(xì)胞只會是在正常細(xì)胞周圍時才表現(xiàn)行為不端。它們變得具有競爭力，這或許促進(jìn)了進(jìn)化發(fā)展。當(dāng)所有的細(xì)胞都相同，即它們都是突變細(xì)胞或正常細(xì)胞時，它們會相互合作。”
“這項研究表明，在早期原始階段細(xì)胞中的合作、利他行為、欺騙和其他所謂的社會行為都是通過基因組到一起?；蛟S阿米巴、昆蟲、動物、人類文化和社會普遍遵循固有的合作規(guī)則并非巧合。達(dá)爾文將進(jìn)化解釋為是生存競爭，但也必須要承認(rèn)合作在復(fù)雜進(jìn)化中的重要性。
msox:esHx? ?? mily:宋體;近期相關(guān)的成果也是層出不窮，例如同期Cell雜志也刊登了另外一項成果：One-Step Generation of Mice Carrying Reporter and Conditional Alleles by CRISPR/Cas-Mediated Genome Engineering，實現(xiàn)了一步操控小鼠基因組納入了報告基因和條件性等位基因，這樣現(xiàn)在生成包含如此復(fù)雜工程等位基因的動物只需數(shù)周而非數(shù)年的時間，并可利用這些動物來構(gòu)建疾病模型及研究基因功能。
這些方法將大大加快構(gòu)建基因修飾動物的速度。研究人員還將利用這種方法借助于CRISPR/Cas來構(gòu)建出復(fù)雜疾病的模型。
