2001/12/15

基因體時代來臨,纖毛蟲躍上擂台?


為一篇文章打個廣告。在最新一期的期刊《遺傳學趨勢》(Trends in Genetics)上有一篇綜論文章,標題是「功能性基因組:四膜蟲時代的來臨」(" Functional genomics: the coming of age for Tetrahymena thermophila",見附註),內容介紹如何利用四膜蟲這種怪異的有纖毛的原生生物來研究基因的功能,並且展望四膜蟲能在後基因體時代對於功能性基因體的研究有所貢獻。

其實這是老王在賣瓜,自己賣自己誇。這篇文章的作者包括了加州大學聖塔巴巴拉校區資深的遺傳學老教授Orias,以及分別來自芝加哥大學與德州A&M大學的青壯派細胞與分子生物學家Turkewitz與Kapler,三人都是以四膜蟲為模式生物做研究,也是最想把這種生物推廣介紹給其他同儕的人之一。為什麼要熱衷地吸引其他人注意呢?因為當前的學術界發展的趨勢是標準的正向回饋運作--強者愈強,弱者愈弱;愈是眾人關注的熱門東西,能夠吸引投入的人力物力資源也愈密集,各項進展因而愈快愈顯著。講得更實際一點,如果能夠說服其他同行讓他們相信纖毛蟲是個好用的研究體系,以後在申請研究計劃的審查與發表論文時,因為審查者對這個系統不熟悉而產生的主觀排斥心理也比較少。

除了這些技術面的操作之外,基本面的現實是如何呢?為什麼這群玩纖毛蟲維生的人敢誇口說四膜蟲可以對於功能性基因組的研究有所貢獻?最主要的原因,就是人們當前對於解讀基因組密碼或是選殖基因的本領,遠遠大過於探究解析基因功能的能耐。因此,雖然長久以來生化學家不斷地純化出許多蛋白分子與酵素,分子生物學家更是很容易就找到新的基因並且解析序列,但是如果追問這些基因或相對應的蛋白質到底在活體細胞中變什麼把戲,有一大半的機會是沒人能夠回答的,原因就是他們採用的實驗體系不利於入手從事基因功能的研究。近幾年來各個生物的基因圖譜一個一個被解讀完畢,根據序列的預測,研究人員馬上就能得到一大堆未知的新的基因,想了解這些基因的功能為何、參與或調節怎樣的生理生化反應,更需要有好的研究體系來實驗操作,否則科學家面對基因組資料就像是給不懂法文的人一本法文書,雖然猜得出可能哪些是一個字那些是一個句子,但是看不懂內容,實質上仍是毫無意義。進入後基因體時代,許多人大聲疾呼必須著手在功能性基因體的研究上。四膜蟲就如同其他主流的實驗模式生物,正是少數幾種已經建立出研究技術與方法,可以用以探究基因功能的生物。

不過,坦白說,實驗體系的技術與方法其實是做研究的硬體工具,工欲善其事,必先利其器,四膜蟲確實是一個可以入手的工具,不過有硬體還不足,做研究主要還是要有聰明的心智來主控。能有好的點子,提出可以測試的假說,建構足以解釋當前所觀察到情況的模型,知識才能累積,典範才會精練。在功能性基因體研究的擂台上,用纖毛蟲為材料的研究者端出了四膜蟲這樣一件兵器,但是有了利刃後,到底要施展出什麼招式應對,內功的修為夠不夠,才是決定是否真能立足武林的關鍵。

附註:Turkewitz, A. P., E. Orias and G. Kapler. (2002). Trends Genet. 18(1): 35-40.

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