研究基因功能的方法

《研究基因功能的方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、研究基因功能的“七大绝招”与“三板斧”　2011.12.6-12.8 生命科学的研究有很大一部分集中于研究基因及其产物的功能。到底有哪些方法可以用来研究基因功能呢？本文初步总结为“七大绝招”和“三板斧”。掌握了这“七大绝招”和“三板斧”，设计实验更容易，看文献听学术报告也更轻松。  第一招：天地人合 无论是学习还是研究，必须遵循的一个原则是“从生活中来，到生活中去”。学习的时候，如果与日常生活中熟悉的、简单的事情结合起来理解，就可以化繁为简，化难为易。学习的目的是为了应用，学到的东西，必须应用到日常生活中去。 怎样研究基因的功能？要回答这个问题，我们先看怎样研究人的功能。

2、假如你是男生，喜欢上了一个“女生”，可是这个“女生”长得扑朔迷离，帅气中带着妩媚，羞涩中透出豪爽。所以，你面临的第一个问题就是：TA到底是男还是女？第二个问题是：TA是不是学生？如果是的话，是本校的吗？你不认识TA的任何朋友，所以也没法打听。为了回答这几个问题，你决定翘课跟踪TA。你发现，白天的大多数时间，TA去了本校教学楼的教室。你守在教室的洗手间旁边，观察TA下课的时候上洗手间，去的是男洗手间还是女洗手间。高兴的是，你发现TA去了女洗手间（终于松了一口气）。不过你比较小心，为防万一，你又跟踪她，看她晚上回宿舍去的是男生宿舍还是女生宿舍。不出所料，她去了本校的女生宿舍。

3、这下你终于放心了：她是本校的一个女生。 因为她去女洗手间和女生宿舍，提示她是女的。因为她白天去本校教室，晚上去本校女生宿舍，提示她是本校女生。上述事例告诉我们：一个人什么时候，在哪里活动可以提示其身份。同样，基因表达的时间和部位，常常可以提示其功能。例如，如果基因A在胚胎发育过程中表达，成年后不表达，则提示该基因与发育有关。基因B在在大脑的海马中表达，而海马与记忆有关，那么这个基因可能与记忆有关。 接下来的问题就是：她是哪个系的？她有什么兴趣爱好？你发现，她有两个个形影不离的好朋友。你恰好有同学认识她的这两个朋友。同学告诉你：她两个好朋友都是中文系的，都喜欢打羽毛球。这时

4、，你基本上就可以认为这个女生是中文系的，爱好之一是羽毛球了。 以上所述可以归纳为三点：天时，地利，人和。“天时”指基因及其产物什么时候表达，“地利”指的是基因及其产物表达于哪个部位。“人和”可以进一步引申为两点：1.近朱者赤，近墨者黑。就是说一个人会与他经常接近的人相似。基因也是如此，相互作用的一些基因常常具有类似的功能，它们为了完成同一个功能而通力合作。例如，如果实验发现蛋白C与蛋白D相互结合，而基因D是某一信号通路的受体，则基因C可能也是该信号通路的成员。2.近猪者吃，近墨者喝。就是说一个人不仅会经常接触与自己类似的人，还经常接触自己的工作对象。例如，一个经常与学生接

5、触的人，既可能是学生（近朱者赤），也可能是老师（近猪者吃）。同理，与一个基因接触的其它基因或者物质，也可能是其作用的对象。例如，如果蛋白质F与DNA结合在一起，则提示其对DNA发挥作用，可能参与DNA复制、转录等。 “合”指的是合理。亿万年的进化使不合理的基因基本上都被淘汰了，所以存在的基因其功能必定是合理的，至少具有合理性的一面。合理的表现就是能够促进个体的生存和繁衍。合理遵循两个原则：一，经济原则。生物不会浪费物质和能量在一个无用或者冗余的基因上。凡是一个基因可以实现的功能，没有必要用两个基因。二，有效原则。基因的功能应该促进而不是损害生物的生存和繁衍。根据合理性原则

6、，无需任何实验证据，我们不难想到非编码DNA序列是有用的，不是无用的垃圾。  第二招：患得患失 有人说，金钱不是万能的，但是没有金钱是万万不能的。那么，金钱到底有什么作用呢？有两种方法可以知道答案。第一种方法是你去一个陌生的地方，突然钱包被偷，所有的现金、信用卡和可以换钱用的物品都没有了。此时，你就知道钱的作用是什么了。第二种情况是你买彩票突然中了一千万，很快，你也可以知道钱的作用是什么。得到和失去，都可以让我们知道事物和人物的功能，而其中失去更为有效。 得，指的是基因的过表达（Overexpression）；失，指的是基因敲除（Knockout）或者低表达（Under-

7、expression）。例如研究的假说是基因A与记忆力呈正相关，那么可以这样设计实验：先过表达基因A，预期结果是记忆力增强，再降低基因A的表达水平，或者完全敲除（如果不是lethal的话），预期结果是记忆力减弱。一个高质量的实验设计，一般应该“患得患失”，两方面的实验都要做。 我们不仅要“患得患失”，还要“斤斤计较”。因为过表达或低表达的水平不同，表型改变可能也不同，甚至看不到表型改变。例如，用RNAiKnockdown一个基因的表达水平的70%也许看不到任何变化，但是Knockdown90%就能观察到表型改变了。所以，当过表