
7個月后,這一爭論還沒有平息。一些學(xué)術(shù)期刊和無數(shù)的博客針對這個話題發(fā)表觀點(diǎn)。在4月8號,Ceurrent Biology雜志發(fā)表了關(guān)于該話題的第二篇文章,這一現(xiàn)象讓人不得不感到好奇,為什么“功能”這個簡單的詞語能引起如此大的分歧呢?
Encode項(xiàng)目是由美國NIH的國家人類基因組研究所(National Human Genome Research Institute)贊助,目的是對在人類基因組項(xiàng)目中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。不同的基因編碼了各種特定蛋白質(zhì),完成了細(xì)胞中的大部分功能,但這僅僅是少部分的基因,對于基因組中大部分序列的作用,科學(xué)家們并不知道。
因此,Encode項(xiàng)目幾乎分析了基因組中所有部分——尤其是其中不編碼蛋白質(zhì)的98%,希望能夠找到有關(guān)它們在人體中作用的相關(guān)線索。這些工作非常重要,因?yàn)榭茖W(xué)家們確信這98%中有些部分作為調(diào)節(jié)元件,指導(dǎo)了蛋白質(zhì)何時何地,以多大量合成。這一工作對于了解正常細(xì)胞行為非常關(guān)鍵,然而科學(xué)家目前也僅僅了解少數(shù)個例。他們不知道是否存在比目前已知數(shù)量更多的調(diào)節(jié)元件,也不知道如果確實(shí)如此的話,它們又是如何發(fā)揮作用的。這些調(diào)節(jié)區(qū)域可能有助于解釋某些與遺傳相關(guān),但是又與特定編碼基因無直接關(guān)聯(lián)的疾病的基礎(chǔ)。
在2012年9月,Encode項(xiàng)目的主要研究階段正式結(jié)束。研究者們發(fā)表了幾十篇同行評審的文章,其中發(fā)表在Nature雜志上的論文稱,人類基因組中80%的序列是具有功能的。同時研究者們還公開了數(shù)據(jù)庫,這個數(shù)據(jù)庫對大部分非編碼序列進(jìn)行了注釋。注釋方式基本上就是這樣:“這部分序列與一種蛋白質(zhì)結(jié)合”,“這部分序列常被甲基基團(tuán)標(biāo)記”,“這部分序列通常隱藏在組蛋白的包圍中”。
而對于Encode項(xiàng)目的批評大部分并不是針對其所構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫。牛津大學(xué)的遺傳學(xué)研究專家Chris Ponting說道,“Encode項(xiàng)目為科學(xué)界提供了大量有用的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)正在用于的研究中。”但Chris Ponting并不贊同Encode項(xiàng)目有關(guān)功能性DNA的結(jié)論。實(shí)際上,主要的批評針對的是項(xiàng)目研究者在結(jié)論上的“大躍進(jìn)”,尤其是他們公開發(fā)表稱人類基因組中大部分序列是人類生命所必需的。批評意見認(rèn)為,Encode項(xiàng)目的工作并不能支持這樣的結(jié)論,向公眾傳達(dá)了不準(zhǔn)確的有關(guān)遺傳與進(jìn)化的觀念。
產(chǎn)生這些分歧的關(guān)鍵在于,Encode在DNA中發(fā)現(xiàn)了具有化學(xué)活性的部分,并稱其具有“功能”。但是,并非所有的這類活性都是人類生命所必需的。例如,Encode的科學(xué)家尋找與蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA區(qū)域,因?yàn)檫@類結(jié)合對于打開、閱讀以及標(biāo)記DNA是必須的。但是有的DNA序列也可以結(jié)合蛋白質(zhì),但是卻與人類健康無關(guān)。在漫長的進(jìn)化過程中,人類的基因組中吸納了許多來自病毒的DNA。那些不會危害或者協(xié)助宿主的DNA序列可能仍然包含有可與蛋白質(zhì)結(jié)合的區(qū)域,或者發(fā)揮某些功能,但是并不影響細(xì)胞正常功能。
Encode項(xiàng)目不可避免地將一些可能對人體并無重要作用的區(qū)域當(dāng)作活躍的功能區(qū)域。不過,Stamatoyannopoulos博士和其他的生物學(xué)家認(rèn)為,Encode項(xiàng)目的80%的結(jié)論帶來了有關(guān)人類基因組的新視角。他說,人類基因組中如此高比例具有生物化學(xué)活性的事實(shí)說明,人類基因組中受到調(diào)控的序列比以前了解到的要多得多。甚至某些來自于病毒或者其他寄生生物的序列可能在人體中發(fā)揮有用的功能。西奈山醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)家Eric Schadt (未參與該項(xiàng)目)說:“我認(rèn)為這種調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性將持續(xù)拓展我們的思維。我想我們會發(fā)現(xiàn),基因組中的大多數(shù)序列在調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用。”
批評意見強(qiáng)調(diào),Encode項(xiàng)目并不是為了研究基因組中有多少非編碼序列在人類健康中發(fā)揮了重要作用。他們認(rèn)為,Encode項(xiàng)目并沒有通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)那些新發(fā)現(xiàn)的“功能”區(qū)域如何對人體產(chǎn)生影響,因而獲得了多么新穎而具革命性的成果的這種說法是站不住腳的。
Encode項(xiàng)目的人士將人類基因組描述為其中大部分序列可被有效利用,但批評人士認(rèn)為這不是正確的看待基因組的方式。“人類基因組是一臺的機(jī)器嗎?人類基因組是所有基因組中的嗎?或者它只是一團(tuán)糟?搞清這些問題非常重要,”幫助設(shè)計(jì)Encode項(xiàng)目的遺傳學(xué)家Sean Eddy說。“我們對基因組的認(rèn)識是,它確實(shí)是一團(tuán)糟。”
對于“一團(tuán)糟”,Eddy指的是從進(jìn)化的數(shù)學(xué)模型得出的結(jié)論:基因組中至少有85%質(zhì)90%的序列對人類健康不是必須的,即便它們具有化學(xué)活性。這么說的部分理由是,人類基因組在漫長歷史中積累了無數(shù)的突變,如果基因組中大多數(shù)序列是必須的,那么人類早就因?yàn)檫@些突變對健康的影響而滅絕了。另一方面,Stamatoyannopoulos博士和Schadt也表示,那些數(shù)學(xué)模型是基于1960年代的一些簡單方程而建立的,可能具有某些數(shù)值上的錯誤。Eddy說,那是有可能的,但是科學(xué)家在貶低這些模型前應(yīng)該先找到更好的論據(jù)來駁倒它們