今年4月1日,美国裴洛医学院理查德 ? 吉布斯领导的国际联合研究机构宣称,他们已破译了棕色大鼠的全部DNA顺序密码。这是继小鼠和人类之后,弄清了基因组顺序的第三种哺乳动物。这一重大突破,将使与人类健康和疾病有关的生理学、药物学以至生物进化方面的研究,发生革命性变化。
大鼠原是可怕的瘟疫传播者;但自近200年前被用于生理学、医学研究以来,它已成为实验室中不可缺少的工具。如今,由于大鼠基因顺序的破译为科研工作者提供了将大鼠的基因与人类和小鼠直接进行对比的可能性,它在科研工作的作用,无疑将更加举足轻重。
现在知道,大鼠约有2.5万个基因,其基因组“文本”约含27.5亿对碱基,少于人类基因组的29亿对碱基,而比小鼠的26亿对碱基多。
大鼠的绝大多数基因(约90%)是人类和小鼠所共有的。几乎所有已知的与人类疾病有关的基因,都可在大鼠体内找到其相似者。这就为建立更好的疾病研究模型提供了条件。通过研究大鼠体内某基因缺陷所产生的后果,就可探明其相似基因在人体内的作用。这还可为药物的开发研究提供更精确的靶标,来观察药物的功效和安全性。科学家们在《自然》杂志上的报告称,破译大鼠基因组将大大有助于许多疾病新疗法的开发,这些疾病包括癌症、糖尿病、毒品嗜好、神经萎缩、心脏病、高血压,以至空间运动疾病等。
通过大鼠与小鼠和人类的比较,还发现约10%的基因是大鼠和小鼠所共有,而人类则缺乏的,其中主要包括与嗅觉和体内解毒作用有关的基因。已知在大鼠的约2.5万个基因中含有数百个额外的嗅觉基因,这可说明为什么啮齿类动物的嗅觉特别灵敏,而灵敏的嗅觉与它们的行为有重要关系。大鼠体内可以分解毒素的基因,则说明大鼠具有比人类更强的去除体内毒素的能力;同时也揭示在毒性试验中,决不能轻易用大鼠的毒性反应结果作为人体毒性反应的准则。
大鼠基因组顺序的信息,还可增进我们对生物进化的认识。通过比较,可以发现大鼠基因组的多样性远远超过人类。造成这种多样性的原因,是大鼠基因的突变远远快于人类。而由于大鼠的寿命远比人类要短,因此可以有更多的代数来对基因突变进行选择。某些基因突变就因对进化有利而被保存下来了。据推测,大鼠进化的速度要比人类快3倍。同时,基因组的多样性,还可说明为什么大鼠几乎能在全世界到处生存繁衍。
目前,由吉布斯领导的研究组还在进行破译牛、猕猴和海胆的基因组的工作,以求使生物进化的比较研究更加精确。