十年前，當科學家完成人類基因組定序時，這就像是在看一張外語藍圖——所有序列都標記在正確的位置，但沒人能理解它們的意義。我們基因組中只有大約1%的序列編碼真正發揮作用的蛋白質，其餘的DNA就像生物學中的暗物質，以神秘的方式運作。如今，經過多年的艱苦努力，科學家認為他們已經找到了一些答案。
一項名為ENCODE（全稱為「DNA元素百科全書」）的五年研究計畫發現，人類基因組中約80%具有生物活性，能夠影響鄰近基因的表達方式以及在哪些類型的細胞中表達。研究人員表示，這些並非先前認為的“垃圾DNA”，相反，這些非編碼DNA區域可能對疾病和基因突變有重要影響。
這個計畫將改寫教科書，把人類基因組的架構藍圖轉化為控製圖和操作手冊，解釋基因如何開啟和關閉。這些規則決定著從胚胎發育到老化過程的一切。
麻省理工學院計算機科學教授馬諾利斯·凱利斯是參與 ENCODE 計畫的數百名科學家之一，他解釋說，該計畫揭示了使我們成為個體的核苷酸差異。
「ENCODE 的作用是提供基因組中每個核苷酸的功能註釋，這樣當基因組發生突變時，我們就可以對突變的後果做出一些預測，」他告訴麻省理工學院新聞。
ENCODE計畫對構成基因及其調控區域的32億個A、C、G和T核苷酸進行註釋。它發現了一些有趣的「化石」片段——我們進化史中的DNA遺跡——並表明其中一些「假基因」並非處於休眠狀態，而是仍以非編碼RNA的形式活躍存在。過去五年中，超過400名研究人員利用150種人體組織進行了1600多項實驗，以解析所有這些活動。根據美聯社報道，如果將ENCODE計畫迄今產生的數據以圖形形式呈現，其規模足以填滿一張長30公里、高16公尺的巨幅海報。
ENCODE 計畫的研究成果本週發表在《自然》 、 《科學》等期刊的 30 多篇科學論文中。
這項研究最有趣的地方似乎在於基因調控出乎意料的強大功能。我們DNA中那些能夠致病的變異並不總是與基因本身相關，這從基因治療的角度來看很有趣。相反，它們通常與調控這些基因的DNA片段有關。有時，這些調控片段與被調控的基因片段很接近，但有時它們卻相距甚遠──至少從線性角度來看是如此。
這些研究結果蘊含著豐富的資訊和深刻的見解，您可以透過《自然》雜誌提供的這款實用互動探索工具進行探索。人類基因組只是個開始。
[美聯社，科學日報]
