Kerpedjiev列出了人類基因組研究的“最火爆”基因清單。
TP53無(wú)疑名列榜首,早在三年前Kerpedjiev剛剛開始研究的時(shí)候,研究TP53的文章數(shù)量就已高達(dá)6600篇,今天這一數(shù)字則已經(jīng)上升到了8500,三年平均下來(lái)每天都會(huì)有兩篇新的論文專門研究TP53的生物學(xué)基礎(chǔ)。
對(duì)于腫瘤遺傳學(xué)家來(lái)說(shuō),TP53基因不能更重要,作為“基因組的守衛(wèi)者”,這一基因的變異幾乎出現(xiàn)在將近一半的癌癥中。
然而除了眾所周知的TP53之外,這個(gè)榜單還揭示了很多“過(guò)氣”的基因。在一定程度上反映出近幾年來(lái)生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì),揭示了那些同時(shí)在多個(gè)研究領(lǐng)域中引領(lǐng)風(fēng)騷的明星基因。
同時(shí),這一榜單也反映出了另一個(gè)嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)。人類大約有兩萬(wàn)個(gè)蛋白編碼基因,但NLM所收集的數(shù)萬(wàn)篇文獻(xiàn)中大約只有四分之一專注于研究蛋白編碼基因的功能,所涵蓋的蛋白編碼基因數(shù)量?jī)H僅只有一百多個(gè)。
網(wǎng)紅之死
2002年,在第一份人類基因組草圖出爐不久,NLM便開始嘗試系統(tǒng)性地注釋基因功能(GeneRIF),他們的視野甚至覆蓋了早至1960年代的所有相關(guān)文獻(xiàn),然而,NLM卻并沒能把這件事做好。相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家認(rèn)為在2002年或更早以前發(fā)表的論文可能存在一些取樣偏差,一些基因可能受到了學(xué)術(shù)界的過(guò)度關(guān)注,而另一些基因也很可能受到了嚴(yán)重的輕視。
值得注意的是,PubMed對(duì)相關(guān)研究的記錄也在一定程度上反映出基因組學(xué)研究熱點(diǎn)在近幾年來(lái)發(fā)生的變化,越來(lái)越多的基因相關(guān)論文開始明顯地集中于有限熱點(diǎn)。
在1980年代,超過(guò)10%的人類遺傳學(xué)研究都以血紅蛋白為中心,當(dāng)時(shí),血紅蛋白基因確實(shí)是所有基因中最有望實(shí)現(xiàn)臨床疾病治療的基因。然而,隨著早期測(cè)序技術(shù)和DNA操作技術(shù)的發(fā)明與普及,越來(lái)越多的遺傳學(xué)家開始將注意力放在其他疾病上。
一夜成名
早在1990年代,TP53的熱度便開始日漸上升,但是在TP53走向巔峰之前,舞臺(tái)的中心一直都是有一個(gè)如今已被大多數(shù)人所遺忘的GRB2基因所占據(jù)。那時(shí),研究人員開始關(guān)注與細(xì)胞通訊有關(guān)的特定蛋白相互作用,人們逐漸開始關(guān)注一些存在于細(xì)胞內(nèi)蛋白中的SH2模體,它可以與細(xì)胞表面的活化蛋白質(zhì)結(jié)合并將信號(hào)傳遞給細(xì)胞核。
1992年,耶魯大學(xué)生物化學(xué)家Joseph Schlessinger的開創(chuàng)性研究首次揭示了生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2(GRB2)的媒介功能,正式因?yàn)橛蠫RB2蛋白的存在,細(xì)胞內(nèi)蛋白中的SH2模體才能完成其信號(hào)傳遞功能。
GRB2的功能一被發(fā)現(xiàn),大量的研究人員便快速投身于此,將注意力集中在了細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制的研究上。即便隨后不久多種其他與癌癥,自免疫疾病,糖尿病和心臟病有關(guān)的信號(hào)分子逐一被學(xué)界所揭示,GRB2作為先發(fā)者的首要地位仍然維持了三年之久。
天時(shí)地利
西北大學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)家Thomas Stoeger對(duì)流行基因的一般特征進(jìn)行了追蹤。他發(fā)現(xiàn),在20世紀(jì)80年代,研究人員主要關(guān)注分泌蛋白的遺傳背景,這可能是因?yàn)榉置诘鞍踪|(zhì)最容易被分離和研究。而在最近幾年,細(xì)胞內(nèi)蛋白的編碼基因才越來(lái)越多地得到了關(guān)注。
Stoeger說(shuō),這種轉(zhuǎn)變存在著一種與人類基因組計(jì)劃的協(xié)同,人類基因組計(jì)劃的完成促使更大規(guī)模的基因得到了相應(yīng)研究。
即便如此,仍然有許多實(shí)例并不符合這一總體趨勢(shì)。例如,細(xì)胞內(nèi)活性蛋白p53早在2000年左右便成為被研究最多的基因。它與許多主宰科研的基因一樣,在最初發(fā)現(xiàn)之時(shí)并沒有得到正確的認(rèn)識(shí),這也足以解釋為什么在1979年后TP53才坐上了基因研究的頭把交椅。
起初,科學(xué)獎(jiǎng)將TP53誤認(rèn)為癌基因,直到1989年,Vogelstein實(shí)驗(yàn)室研究生Suzanne Baker才發(fā)現(xiàn)p53實(shí)際上是一種抑癌劑,也正是從那時(shí)開始,對(duì)于TP53基因功能的研究才真正開始蒸蒸日上。
同時(shí),對(duì)于癌癥遺傳機(jī)制的研究也使得越來(lái)越多的科學(xué)家開始關(guān)注TNF基因。緊隨TP53之后,TNF基因目前已經(jīng)成為了人類關(guān)注基因中的亞軍,這種腫瘤壞死基因得名于1975年,但抗癌卻并非TNF的主要功能,在早些年的人體試驗(yàn)中,以TNF為中心的臨床療法存在著嚴(yán)重的毒副作用。也正是從那時(shí)開始,TNF作為炎癥介質(zhì)便得到了越來(lái)越多的關(guān)注?,F(xiàn)在,抗腫瘤壞死因子療法是治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等炎癥性疾病的主要藥物,全球年銷售額達(dá)數(shù)百億美元。
與TNF類似,APOE是另一個(gè)暫時(shí)取代了TP53霸主地位的基因。早在1970代中期,APOE作為參與清除血液中膽固醇的一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白被認(rèn)為是一種預(yù)防心臟疾病的降脂療法。然而,在1980年代后期,他汀類藥物的出現(xiàn)便使得APOE被藥物研發(fā)企業(yè)所逐漸拋棄。
有趣的是,神經(jīng)科學(xué)家Allen Roses及其同事們于1993年將APOE蛋白與阿爾茨海默病患者的粘性腦斑塊結(jié)合在了一起,2001年,對(duì)APOE的研究數(shù)量略微超過(guò)了TP53。
人類之外
除了人類之外,NLM還跟蹤了幾十種關(guān)于其他物種基因的相關(guān)研究,其中包括小鼠,果蠅,病毒和其他重要的模式生物。從所有物種的基因來(lái)看,在過(guò)去的50年中,100個(gè)研究最多的基因中有超過(guò)三分之二是人類。但是,非人類基因也確實(shí)在名單中占有一席之地。