![]()
【免费】创新多组学队列研究学术论坛
![]()
近日,一项发表于国际顶尖期刊《Cell》的重磅研究,成功绘制了人类单倍体细胞HAP1的首张基因组尺度遗传相互作用网络图。该网络图谱揭示了约8.9万个高置信度的基因-基因相互作用,系统地展示了人类细胞内部基因功能组织的层次化架构。研究首次发现,遗传相互作用网络的基本结构和拓扑学特征在从酵母到人类的演化过程中高度保守。此外,该网络与著名的癌症依赖图谱(DepMap)形成功能互补,能有效揭示此前未注释基因的功能,并帮助解析癌细胞系特异性遗传依赖背后的分子机制,为靶向治疗和精准医疗策略的开发提供了前所未有的强大资源和全新视角。
![]()
图形摘要
绘制细胞“接线图”:近8.9万个相互作用的发现
研究团队利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,系统性地扰动了约400万对基因组合。通过对这些双基因突变体细胞生存能力的精确量化,他们最终鉴定出约8.9万个高置信度的遗传相互作用,涉及约3800个人类基因。
这就像为细胞绘制了一张详细的“电路接线图”,类似于电路中的元件,基因在这张网络中根据其功能联系被组织起来。通过分析基因间相互作用的模式相似性,研究构建了一个“遗传相互作用谱相似性网络”。令人惊叹的是,这个网络清晰地呈现出层次化的模块结构:最小的模块对应具体的蛋白质复合物或通路,这些模块进一步聚集成更大的生物学过程模块,最终归属于不同的细胞区室。这表明,遗传相互作用网络直接映射了人类细胞的功能架构。
从酵母到人类:生命网络的深层保守性
一个更引人深思的发现是,这种网络的组织原则并非人类独有。尽管具体的基因和相互作用千差万别,但遗传相互作用网络的整体结构和拓扑模式在从简单的酿酒酵母到复杂的人类细胞中,显示出惊人的保守性。例如,在酵母和人类细胞中,参与DNA复制与修复、囊泡运输等核心生物学过程的基因模块内部,都显示出较高的遗传相互作用密度。这种深层结构的保守性提示,生命在演化中可能遵循着某些构建功能性基因网络的普遍法则。
该网络已成为一个强大的功能发现工具。研究中,科学家利用基因在网络中的位置,成功为113个此前功能注释极少或未被研究的基因预测了其可能参与的生物学过程。这证明,即使对一个基因本身知之甚少,只要观察它与网络中其他邻居基因的互动模式,就能推断其功能角色,为大量“功能未知”基因的解读开辟了新途径。
解码癌症弱点:整合数据揭示治疗新靶点
该研究的另一重大价值在于与癌症研究的深度结合。目前,癌症依赖图谱(DepMap)通过系统筛选数百种癌细胞系,揭示了癌细胞生存所依赖的基因(即“脆弱性”)。然而,DepMap主要反映的是单个基因的重要性,而HAP1遗传相互作用网络则直接揭示了特定基因对之间的功能性关系。
通过整合两种网络数据,研究能够揭示癌细胞特异性依赖背后的分子机制。研究还系统鉴定出大量“合成致死”和“抑制性”相互作用。合成致死指同时失活两个基因会导致细胞死亡,而这单个基因失活则不会,这为开发针对特定突变癌症的联合疗法提供了线索。而抑制性相互作用则指一个基因的失活能缓解甚至拯救由另一个基因缺陷导致的表型,这为了解疾病的遗传修饰因子、寻找潜在治疗策略提供了思路。
研究意义与未来展望
该研究为系统探索人类细胞系中基因的功能及其连接关系提供了一种通用的数据驱动策略。这张不断完善的遗传相互作用图谱,不仅加深了我们对生命基本运作规律的理解,更将为精准解析疾病、尤其是癌症的遗传基础,并最终开发出更高效、更个性化的治疗方案奠定坚实的基础。
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00345-4
免费论坛
创新多组学队列研究学术论坛
干细胞前沿创新与临床转化研讨会
第八届上海国际癌症大会
第二届西部单细胞与空间组学论坛
【关于投稿】
转化医学网(360zhyx.com)是转化医学核心门户,旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展,核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表,欢迎联系我们进行免费报道(公众号菜单栏-在线客服联系),我们的理念:内容创造价值,转化铸就未来!
转化医学网(360zhyx.com)发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展,不能作为治疗方案使用;如需获得健康指导,请至正规医院就诊。
责任声明:本稿件如有错误之处,敬请联系转化医学网客服进行修改事宜!
微信号:zhuanhuayixue
★ 3月份热门内容 ★
01
宋尔卫院士领衔!新型ADC药物1期临床试验结果发布:展现出显著且持久的抗肿瘤活性及可控的安全性,为晚期实体瘤患者带来持久临床获益
02
Science重磅发布!科学家绘制全球首张全胚胎、亚细胞分辨率、时空动态图谱,揭示生命构建的底层密码
03
粪菌移植治疗帕金森病新突破!中山大学附属第一医院王雪晶/丁雪冰/曾进胜&美国贝勒医学院吴二喜团队证实同时改善运动与胃肠症状
04
重磅综述!华中科技大学同济医学院附属协和医院吴杰/夏家红团队系统阐述CD4+CTLs细胞——起源、生物学功能、相关疾病与治疗靶点
05
突破血脑屏障!中国科学院动物研究所李伟/胡宝洋/周琪团队Cell发文开发新型靶向蛋白降解新技术,高效清除阿尔茨海默病致病蛋白
06
突破性研究!上海交通大学医学院附属第六人民医院贾伟/郑晓皎团队揭示高糖饮食如何通过肠道菌群加速脂肪肝恶化,开发工程益生菌
点击查看更多热门内容
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.