王雪颖 米丽娜 杨铮 陈琪 刘陶迪 周好乐

    ·综述·

    基因功能的研究方法

    王雪颖 米丽娜 杨铮 陈琪 刘陶迪 周好乐

    随着后基因组时代的到来，如何确定新基因的功能和已知基因的新功能已经成为了一个主要研究方向。现今的研究方法包括生物信息学预测、基因转导、反义技术等方法，而一些新技术的涌现，也为研究提供了新思路和新见解。

    基因功能；生物信息学；反义技术

    1986年，美国诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco在《Science》上发表的一篇名为“癌症研究的转折点——测定人类基因组序列”的短文中首次提出人类基因组计划(human genome project，HGP)，此后生命科学逐渐进入后基因组时代。怎样确定遗传信息和基因的功能，将是现在乃至未来研究重点和方向。本文介绍了研究基因功能常用的一些方法以及一些新思路。

    1 基因功能的预测

    结构决定功能是众所周知的，对基因功能的研究可以从结构上进行合理地预测或运用生物信息学方法，再通过实验学方法进行验证加以确定。

    1.1 从结构方面预测基因的功能 核苷酸的排列顺序决定了基因的功能，利用DNA或蛋白质序列之间的相似性来推断基因的功能是第一种进行测试的方法也是迄今为止使用最广泛的方法。通过对蛋白质空间结构进行推导和探索，可以推测该蛋白质的功能，为预测其基因的功能提供了有价值的信息以供参考。

    1.2 运用生物信息学预测基因的功能 生物信息学(Bioinformatics)是以DNA和蛋白质为研究对象，计算机为主要工具，对DNA和蛋白质的序列和结构进行提取、加工、分析等。生物信息学分析是确定在体内的DNA和蛋白质之间的相互作用的有效途径，已成为近年来非常受欢迎的方法[1]。研究人员已用微阵列表达数据、蛋白质的三维结构、蛋白质结构域、蛋白-蛋白相互作用网络、系统发生谱来预测基因的功能[2]。孙泽强等[3]利用现有的生物医学文献和基因组信息来确定基因之间的功能关系，开发了一个基于web的生物信息学的软件——基因功能关系助手(GFRA)。GFRA可发现基因之间的功能联系并将其分类。实现了从文本流和文本库中挖掘知识，鉴定新基因之间的功能关系，对于验证和分析由微阵列实验提出的基因关联有很大帮助。

    2 基因的时空表达谱分析

    基因的时空表达谱包括蛋白质和mRNA两个水平，基因在个体的不同组织和细胞中以及不同的发育阶段表达均不相同，所以在研究基因功能之前，要分析基因的时空表达谱[4]。常用的方法有原位杂交、免疫组织化学、蛋白印迹技术、实时PCR技术等 ......