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我和seasea關於基因概念及其他觀點的討論匯總,歡迎批評
送交者: 南泥灣 2007年10月01日00:00:00 於 [教育學術] 發送悄悄話

最近,我和seasea對基因概念及其他觀點有不同地理解,進行了針對性的討論,實際上大家發現目前的基因概念不夠完整和嚴謹,有待於更新,這裡我將討論匯總,歡迎各位提出你們的看法。

1.基因概念的差異

seasea 說:“今年ENCODE PROJECT發表重訪1%人類基因組序列之後我覺得“基因”這個概念或許應該這麼解釋:基因就是包括調控和得到轉錄的一段核酸序列。”他將MicroRNA、反義RNA等非編碼RNA算獨立基因。

而我的基因定義是這樣:基因的概念包括編碼蛋白多肽和獨立功能性RNA的編碼核苷酸序列以及啟動子、增強子、Micro等附屬的表達調控性序列。在我的概念中,MicroRNA、反義RNA等算附屬調控序列,不算獨立基因。

2.混淆的概念

Seasea開始提出選擇性剪接算不同基因,我舉了兩個果蠅的基因DSCAM和ParA,存在數萬個以上的選擇性剪接產物,大多數人認為還是單個基因,他已經同意這個觀點。

但他還是混淆了選擇性剪接(alternative splicing)和選擇性轉錄(selection of tranxxxxional start site)兩個概念。選擇性剪接是初始mRNA轉錄後加工,是選擇性的內涵子切除過程,與轉錄因子無關,選擇性轉錄才與轉錄因子有關。

seasea對兩個概念的混淆反映在這兩段話中:

"目前很多所謂的“選擇性拼接”中有多少其實正是由於轉錄因子選擇了不同的調控序列所致。”。“若這些產物只是選擇性拼接而來,可視為同一基因,畢竟它們都利用了相同的調控序列。而我特別指出的是,目前很多“選擇性拼接產物”實為“選擇性轉錄產物”,利用了不同的調控序列,那麼它們是不同的基因。

3.基因總數的不同觀點

實際上我們對基因概念的不同導致的,但目前科學家討論人的基因數目時通常都說20000-30000個,我持此觀點,因此認為方舟子計算出人牛融合細胞的基因比例為0.1%沒什麼錯誤。

而seasea認為:ENCODE PROJECT的研究結果是“一重大遺傳學進展”,“今年之遺傳學已經不是去年的遺傳學”。基因總數目前不可估計,方舟子的計算是錯誤的。

在我看來,這些只是一些基因概念的新提法,是否能否被多數人接受,有待數據積累和經受時間的考驗,但他卻認為其他基因概念都是過時的,不對的。

另外,seasea 說“至於我為何十餘年前翻來覆去地想GENE的定義,那是因為當時我發現轉基因植物往往轉的並不是“基因”,而是一段核酸序列,當時就在想,這個“基因”應該就是一段得到轉錄的核酸序列。而至於後來將調控序列也列入基因的一部分,則歸功於今年ENCODE PROJECT的研究結果,並結合到自己多年來研究中發現的與選擇性拼接有異的現象,其實就是選擇性轉錄。至於人基因組編碼的基因數目,如果你能斬釘截鐵地告訴大家,我只好說又一個方舟子誕生了。”

他將調控序列歸於基因的概念認為是“ENCODE PROJECT的研究結果”和他“自己多年來研究中發現的與選擇性拼接有異的現象,其實就是選擇性轉錄”,我認為選擇性轉錄和調控序列歸於基因不是很新的概念。

還有一些其他觀點,我們有不同意見,他挑了我一些字誤,比如我對人類基因數的估算“2450+3+40=25000 ”,實際應為24500+3+40 約為25000。

開卷有益,理性討論也有益,有些分歧,5-10年後再看吧。


2007-10-1


以下是seasea的原話,供參考

"我提供的文章只不過是一篇綜述,而其相關文章有數十篇陸續發表在GENOME RESEARCH上,基本上每篇都用到了不同的生物信息學方法進行相互校正,最後的結果還是由試驗驗證(諸如RACE,MICROARRAY,CHIPONCHIP等等)。寫這篇綜述的幾個作者很可能不是搞生物學出身的,有些句子極其晦澀,讀不大通。但他們將ENCODE PROJECT對1%人基因組序列的分析進行了一個綜合,難度也是相當大的。我囉嗦一堆實際上是對“基因”這個概念的外延進行描述,你可以看出“基因”實際上並不是如你所說“一個能被獨立轉錄的DNA片段就是一個基因”,象病毒的基因組就以RNA居多。在定義“基因”時,並未將RNA轉錄後的處理,諸如不同拼接方式考慮進去,而必須將轉錄調控考慮進去,因為產生的選擇性轉錄產物是“獨立轉錄”的,與報道的基因僅僅分享一些序列,可能會編碼一些不同的產物,這就難以大規模研究了。根據那篇綜述作者所言,如果以“功能”進行定義的話,確實有可能陷入“一個基因組就是一個基因”的泥潭。而我只不過指出基因就是一個轉錄單位,包括調控序列和轉錄序列,這也是為什麼加了一段你沒讀懂的解釋。最後,基因這個詞用於從原核到真核的所有生物以及病毒,除非用不同的名稱進行區分,若要繼續用這個詞,就不能避免一個“大一統”的基因定義。當然綜述的作者提及這個問題,或許將來有一天用“TRANxxxxS”來替代“GENE”這個詞,那樣就避免了“FUNCTION”的問題,也就不存在一個基因組就是一個基因的泥潭了,我正是吸收了這一提法。但總的說來,目前要給出一個人類基因組編碼的基因數目是不可能的,管他25000還是30000,只有等若干年後,沒人再能檢測到獨立轉錄的RNA產物後,咱們再掰手指頭去數吧。"

"你可以看看我以前的帖子,我說那些選擇性拼接的產物中有多少是選擇性轉錄而來的呢?不知你對REAL-TIME PCR熟悉否,如果你用這種方式來檢測某轉錄因子對靶基因轉錄的調控,你是否做過一些對照:如果靶基因不太大(2K以內),你可以設計引物檢測全長互補DNA(根據已報道的序列),同時用5'端,中間以及3'端引物進行REAL-TIME PCR檢測,你發現過一些非常有趣的現象沒有?例如REAL-TIME PCR結果不能和全長互補DNA PCR結果吻合;或者其中有那麼兩對REAL-TIME PCR引物得到相反的結果。這是曾經困擾我多年的一個問題,當然後來費了老大的勁,經過RACE確認了3個不同的轉錄產物(而不是拼接),其中兩個居然在同一細胞中表達,C/EBP ALPHA 激活其中一個而抑制另一個的轉錄。不知還有人這麼傻呵呵地設計兩三對引物進行REAL-TIME PCR的, 當然他們的結果到底是咋回事也就搞不清楚了。這些結果引起我對選擇性轉錄的興趣,正好ENCODE PROJECT的大量DATA上來了,原來這選擇性轉錄也是很普遍的。

至於人類基因組編碼基因的總數目,當然是一定的,但現在是不能確定的。象MIRAN,2002年才首次在人類細胞中檢測到,預測總數在450至1500之間,是否只有這麼多呢?未必。本人不太信任生物信息學,還是到了一定時候經過試驗一一驗證了再說。其次,那些選擇性轉錄的產物,能否編碼蛋白,功能如何也有待試驗驗證。目前不知有什麼方法可以檢測並定量總的基因數目?"


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