科学探索|新综合地图将每个人类基因跟它的功能联系起来( 二 ) 新综合地图将每个人类基因跟

一个名为C7orf26的基因的突变尤其引人注目。研究人员注意到，那些被移除导致类似表型的基因是一种叫做Integrator的蛋白质复合物的一部分，该复合物在创造小核糖核酸方面起着作用。Integrator复合体由许多较小的亚单元组成--以前的研究表明有14个单独的蛋白质--而研究人员能确认C7orf26构成了该复合体的第15个组成部分。
他们还发现，这15个亚单位在较小的模块中一起工作并在整合者复合物中执行特定的功能。Saunders说道：“如果没有这种千尺高楼平地起的情况，这些不同的模块在功能上是如此不同，这一点并不清楚。”
而Perturb-seq的另一个好处是，由于该检测专注于单细胞，研究人员可以使用这些数据来观察更复杂的表型，当它们跟来自其他细胞的数据一起研究时这些表型会变得模糊不清。“我们经常把‘基因X’被敲除的所有细胞拿出来，把它们平均在一起，然后看看它们如何变化，”Weissman介绍称，“但有时当你敲除一个基因时，失去同一基因的不同细胞会有不同的行为，而这种行为可能会被平均数所忽略。”
研究人员发现，一个基因子集，其去除导致不同细胞的不同结果，负责染色体的分离。它们的移除导致细胞失去一条染色体或捡到一条额外的染色体，这种情况被称为非整倍体。“你无法预测失去这个基因的转录反应是什么，因为它取决于你获得或失去什么染色体的次级效应，”Weissman介绍道，“我们意识到，我们可以扭转这种情况，创造这种复合表型，寻找染色体获得和失去的特征。通过这种方式，我们已经完成了第一个全基因组范围的筛选以寻找DNA正确分离所需的因素。”
“我认为非整倍体研究是迄今为止这一数据的最有趣的应用。它抓住了一个你只能用单细胞读出的表型。你不能用其他方式去追求它，”Norman说道。
研究人员还利用他们的数据集来研究线粒体如何对压力做出反应。从自由生活的细菌进化而来的线粒体，在其基因组中携带13个基因。在核DNA内，约有1000个基因跟线粒体功能有某种程度的关系。Replogle说道：“人们对核DNA和线粒体DNA在不同的细胞条件下是如何协调和调节的，特别是当一个细胞受到压力时，已经关注了很久了。”
研究人员发现，当他们扰乱不同的线粒体相关基因时，核基因组对许多不同的遗传变化作出类似的反应。然而线粒体基因组的反应要多得多。
Replogle指出：“线粒体为什么仍有自己的DNA，这仍然是一个开放的问题。从我们的工作中得到的一个大的启示是，拥有独立的线粒体基因组的一个好处可能是对不同的压力源有局部的或非常具体的遗传调节。”
“如果你有一个线粒体被破坏，而另一个线粒体以不同的方式被破坏，这些线粒体可能会做出不同的反应，”Weissman说道。
【科学探索|新综合地图将每个人类基因跟它的功能联系起来】在未来，研究人员希望将Perturb-seq用于他们开始使用的癌细胞系以外的不同类型的细胞。另外，他们还希望继续探索他们的基因功能图并希望其他人也能这样做。Norman说道：”这确实是作者和其他合作者多年工作的结晶，我真的很高兴看到它继续成功和扩大。”