《自然》杂志盘点生物学中被研究最多的基因

《自然》杂志盘点生物学中被研究最多的基因

图片来源：K. Krause and J. Krzysztofiak/Nature

Peter Kerpedjiev需要一堂关于基因学的速成课。作为一名接受过一些生物信息学培训的软件工程师，Kerpedjiev正在攻读博士学位，并且认为这真的有助于他了解一些生物学基础知识。“如果我想和某人开展一场智慧的对话，我需要了解哪些基因呢？”Kerpedjiev思索道。

他直奔这些数据而去。多年来，美国国家医学图书馆（NLM）一直系统性地为其颇受欢迎的PubMed数据库中的几乎每篇文章加上标签。这些标签含有一些关于每个基因起什么作用的信息。Kerpedjiev提取了所有描述某个基因或者该基因编码蛋白的结构、功能或者位置的文章。

通过整理记录，他列出了一个始终被研究得最多的基因榜单——有点像人类基因组“热门点击”的意味。

Kerpedjiev发现，在榜单上打头的是一个名为TP53的基因。3年前，当他第一次开展此项分析时，研究人员在约6600篇论文中仔细分析了该基因或者其产生的蛋白p53。今天，这一数字已达到8500左右并且还在增长。平均而言，在每天发表的论文中约有两篇描述TP53基础生物学的最新细节。

TP53的受欢迎程度对于大多数生物学家来说不应当成为新闻。这是一种肿瘤抑制基因，也是广为人知的“基因组卫士”。它会在约一半的人类癌症中发生突变。“这解释了它的持久力。”约翰斯·霍普金斯大学医学院癌症基因学家Bert Vogelstein表示，在癌症中，“没有哪个基因比TP53更重要了”。

不过，还有一些高居榜首的基因就很少有人知道了，包括在基因研究的既往年代异军突起但随着技术进步开始过时的基因。“这个榜单令人感到惊奇。”目前在哈佛医学院从事基因组数据可视化博士后研究的Kerpedjiev表示，“一些基因是可预测的，但有些完全出乎意料。”

《自然》杂志同Kerpedjiev合作，分析了一直被研究最多的基因。此项工作提供的不仅仅是对话开场白：它阐明了生物医学研究中的重要趋势，并且揭示了关于特定疾病或者公共卫生问题的关切如何改变研究重点。它还揭示了一些基因——很多跨越学科和疾病领域——是如何主导研究的。

成为全球艾滋病病毒研究焦点

即便在1983年发现艾滋病病毒（HIV）是艾滋病的起因前，腾讯，诸如DavidKlatzmann等临床免疫学家便注意到艾滋病患者中出现的一种奇怪模式。“我对这些人体内没有T4细胞的事实感到震惊。”目前在法国巴黎第六大学工作的Klatzmann表示。他在细胞培养试验中证实，HIV似乎选择性地感染并摧毁这些属于免疫系统T细胞子集的细胞。问题在于：该病毒是如何进入细胞的？

Klatzmann推断，曾被免疫学家用于定义这一系列细胞的表面蛋白（随后被称为CD4）可能还充当了HIV进入细胞的受体。1984年12月，他在一篇发表的论文中报告了这一发现。同时发表的还有一篇由当时在英国伦敦癌症研究所工作的分子病毒学家Robin Weiss及其同事撰写的类似论文。

在3年的时间里，CD4成为生物医学文献中的最热门基因。它的热度从1987年维持到了1996年。其间，CD4占到NLM所加的全部标签的1%~2%。

这种关注度部分源自应对新出现的艾滋病危机的努力。例如，上世纪80年代末，若干公司开始涉猎打造治疗形式的CD4蛋白的想法。其能在HIV病毒感染健康细胞前肃清病毒粒子。不过，美国国家癌症研究所艾滋病和癌症病毒项目负责人Jeffrey Lifson介绍说，来自小型人类试验的结果证实，这只是一个很平庸的想法。

导致CD4如此流行的更大一部分原因同基础免疫学相关。1986年，研究人员意识到，表达CD4的T细胞可被细分成两个不同的群体：一个能消除感染细胞的细菌和病毒，另一个会抵御诸如蠕虫等没有入侵细胞也会引发疾病的寄生虫。“这是一个非常激动人心的时刻，因为我们了解的太少了。”纽约大学医学院免疫学家Dan Littman表示。就在一年前，他帮助克隆了编码CD4的DNA并将其插入细菌，从而使大量的蛋白能被用于研究。

10年后，Littman还共同领导了一个团队证实，为进入细胞，HIV会利用除了CD4的另一个受体：一种被确认为CCR5的蛋白。自此以后，它们和另一个名为CXCR4的共同受体持续成为密集的全球HIV研究的焦点，目标则是阻止该病毒进入细胞，虽然其尚未实现。

昙花一现

上世纪90年代初，TP53的地位已经开始上升。不过，在它爬上人类基因阶梯的最顶端之前，一个鲜为人知的基因——GRB2出了很多年的风头。

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