華生基因的快速解構

知識新知 05/01/2008



人類基因雙螺旋結構發現者之一華生自己的基因,已利用一種新一代的快速技術完成定序,此一成就被認為是人類基因定序領域的新里程碑。

首次以新一代的快速定序技術定序的完整基因圖譜,在四月十七日發表了,在極度快速發展的人類基因定序領域中再度立下一塊里程碑。

這次僅僅費時四個月,少數幾個科學家,而且花不到一千五百萬美元就定完了DNA開路先鋒華生(James Watson)六十億個鹼基對。這項成就為這些快速定序儀能分析龐大複雜基因的能力提出了初步的證明。相較於舊型儀器產生的第一份人類基因圖譜,在這次由康乃迪克洲之「454生命科學」生技公司(羅氏藥廠Roche Diagnostics分部之一)進行的研究中,大量的定序反應能同時在同一個表面平行進行。這樣的變化在速度、效率、最終在花費上會大有進展。

華生的基因不是首次被完整發表的個人基因。這項殊榮歸於基因質譜學先驅凡特(Venter),他的基因由上一代儀器定序,耗費一億美金。「凡特的基因是舊型儀器最後的結果」,「454」公司的創立人,來自康乃迪克洲羅斯堡孩童疾病機構的羅斯堡(Jonathan Rothberg)說。他指出,二〇〇七年一月開始研究,並且使用當時的技術。而初步的結果在去年五月就釋出了。「技術不斷變得更好更便宜。」羅斯堡稱華生是「我們當中的第一人」,但這個團隊所達到的低花費距離X Prize所設立的目標一千美元仍然相去甚遠。

可不是每個人都同意這個方法比較好。「這是定序技術的一個新的標準,」凡特說,「但我不認為對於基因的取樣規模和獨立組合來說算是。」

一個憂慮是,這種快速定序方法比起從前用在人類基因體計畫(HGP) 的方法和凡特之前的賽雷拉公司(Celera)二〇〇一年發表的序列,將DNA切成更短的碎片(在這個例子中是兩百五十個鹼基對),而從前是切成五百到一千個鹼基對的小段。碎片變短意味著重組的技術更有挑戰性,同時表示要偵測到長段重複性的序列更困難。

西雅圖華盛頓大學的遺傳學家艾西勒(Evan Eichler)說明,基因中有百分之五到十是這種複雜的區塊,包括致病基因,而且不同人之間的變化也很大。「我特別擔心的是這種小段分析的方法能否我們提供這些區塊的資訊。」艾西勒說,「華生基因裡的這些特別的區塊,我們瞭解多少?」

其他有人則指出這篇華生的文章大幅依賴先前人類基因體計畫定出的參考序列,將此訂為幫助他們重組碎片的指標。加州大學戴維斯分校的演化生物學家艾森(Jonathan Eisen)說,「這篇論文看來當然是證明了,他們若有對一個照基因組,就可以用454生命科學生技公司的新技術做出很好的工作。」艾森想要用這些儀器來定序其他物種的基因。「他們接下來的任務是顯示他們就算沒有參考基因組也可以做得很好。」

454公司研究發展部門的副主持人艾格荷姆(Michael Egholm)說,即使有這些定序方法上的進步,對於這本開展在眼前的生命之書,我們仍然很不知道該怎麼去讀。艾格荷姆參與了一個給華生的商討會,要向他說明他的基因序列中的二十個和提高致病風險有關的突變。「這事關重大,對於這些訊息的意義,我們可以確實告訴他的是相當地少。」他說,「對我來說,這證明了這其實只是開端,而不是結束。」
【知識通訊評論月刊六十七期】2008.05.01

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