模式生物：酵母菌的特性！

模式生物：酵母菌的特性！

菌種保藏酵母作為高等真核生物特別是人類基因組研究的模式生物，其直接的作用體現(xiàn)在生物信息學(xué)領(lǐng)域。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)功能未知的人類新基因時(shí)，可以迅速地到任何一個(gè)酵母基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與之同源的功能已知的酵母基因，并獲得其功能方面的相關(guān)信息，從而加快對(duì)該人類基因的功能研究。

研究發(fā)現(xiàn)，有許多涉及遺傳性疾病的基因均與酵母基因具有很高的同源性，研究這些基因編碼的蛋白質(zhì)的生理功能以及它們與其它蛋白質(zhì)之間的相互作用將有助于加深對(duì)這些遺傳性疾病的了解。

此外，人類許多重要的疾病，如早期糖尿病、小腸癌和心臟疾病，均是多基因遺傳性疾病，揭示涉及這些疾病的所有相關(guān)基因是一個(gè)困難而漫長(zhǎng)的過(guò)程，酵母基因與人類多基因遺傳性疾病相關(guān)基因之間的相似性將為我們提高診斷和治療水平提供重要的幫助。

酵母作為模式生物的例子體現(xiàn)在那些通過(guò)連鎖分析、定位克隆然后測(cè)序驗(yàn)證而獲得的人類遺傳性疾病相關(guān)基因的研究中，后者的核苷酸序列與酵母基因的同源性為其功能研究提供了的線索。

例如，人類遺傳性非息肉性小腸癌相關(guān)基因與酵母的MLH1、MSH2基因，運(yùn)動(dòng)失調(diào)性毛細(xì)血管擴(kuò)張癥相關(guān)基因與酵母的TEL1基因，布盧姆氏綜合征相關(guān)基因與酵母的SGS1基因，都有很高的同源性(見(jiàn)表2)。遺傳性非息肉性小腸癌基因在腫瘤細(xì)胞中表現(xiàn)出核苷酸短重復(fù)順序不穩(wěn)定的細(xì)胞表型，而在該人類基因被克隆以前，研究工作者在酵母中分離到具有相同表型的基因突變(msh2和mlh1突變)。受這個(gè)結(jié)果啟發(fā)，人們推測(cè)小腸癌基因是MSH2和MLH1的同源基因，而它們?cè)诤塑账嵝蛄猩系耐葱詣t進(jìn)一步證實(shí)了這一推測(cè)。

布盧姆氏綜合征是一種臨床表現(xiàn)為性早熟的遺傳性疾病，病人的細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)表現(xiàn)出生命周期縮短的表型，而其相關(guān)基因則與酵母中編碼蝸牛酶的SGS1基因具有很高的同源性。與來(lái)自布盧姆氏綜合征個(gè)體的培養(yǎng)細(xì)胞相似，SGS1基因突變的酵母細(xì)胞表現(xiàn)出顯著縮短的生命周期。Francoise等研究了170多個(gè)通過(guò)功能克隆得到的人類基因，發(fā)現(xiàn)它們中有42%與酵母基因具有明顯的同源性，這些人類基因的編碼產(chǎn)物大部分與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、膜運(yùn)輸或者DNA合成與修復(fù)有關(guān)，而那些與酵母基因沒(méi)有明顯同源性的人類基因主要編碼一些膜受體、血液或免疫系統(tǒng)組分，或人類特殊代謝途徑中某些重要的酶和蛋白質(zhì)。

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