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基因之间存在着复杂的相互协作和制约关系，这种关系网络决定了细胞如何响应内外信号并维持正常生理功能，也深刻影响着疾病的发生与发展进程。2026年6月11日，加拿大多伦多大学Charles Boone、Jason Moffat和Brenda Andrews团队与美国明尼苏达大学Chad L. Myers团队合作在《Cell》杂志上发表了题为《Global genetic interaction network of a human cell maps conserved principles and informs functional interpretation of gene co-essentiality profiles》的研究论文。他们对HAP1人类细胞系中约400万对基因组合进行了系统性的CRISPR扰动实验，绘制了一张涵盖约8.9万对高置信度遗传相互作用的全局网络图谱。
研究团队在222个携带特定基因功能缺失突变的细胞系基础上，逐一测试了这些突变与超过1.7万个其他基因之间的协同致死或生长抑制关系，并将这些关系划分为负向和正向两种基本类型。当一个基因的突变与另一个基因的突变叠加后导致细胞生长显著受损，这种情形属于负向相互作用，通常暗示这两个基因处于同一重要通路中或者存在功能上的相互代偿关系。反向的情形则是正向相互作用，即一个基因的缺失反而能够缓解另一个基因突变带来的生长缺陷，其中一部分正向相互作用被进一步鉴定为遗传抑制关系，意味着某个基因功能丧失所造成的有害后果可以被另一个基因的扰动所抵消。通过这一大规模筛选，研究团队发现那些参与相互作用数量较多的枢纽基因普遍具有较高的表达稳定性和较强的进化保守性，并且这些基因在多种人类细胞类型中都不可或缺。而存在功能冗余的旁系同源基因之间则较少产生广泛的遗传相互作用，但旁系同源对之间显著富集了负向遗传相互作用，表明当一个拷贝缺失时另一个拷贝提供了功能补偿，同时失去两个拷贝会造成严重的生长缺陷。
研究团队将HAP1细胞的遗传网络与此前在芽殖酵母中绘制的网络进行了跨物种比较，发现尽管人类与酵母在进化上的距离已经十分遥远，两个物种的遗传网络在整体结构层面却表现出明显的相似性。在特定的生物学过程内部以及不同生物学过程之间，负向遗传相互作用的密度在人和酵母中呈现出显著的相关性，DNA复制与修复相关的基因在两种细胞的网络中都是相互作用密集的区域。由于能够在两个物种间建立直系同源对应关系的基因对数量有限，这种相似性可能并不依赖于具体的单个基因配对，而是反映了细胞功能组织方式在进化过程中的深层保守性。正向遗传相互作用的分布在两个物种之间则没有显示出类似的跨物种相关性，这可能与正向相互作用更多地反映了细胞类型特异的调控机制有关。
研究团队还将这一遗传网络与癌症依赖图谱项目的数据进行了整合分析，通过对两种数据源进行联合分析识别出了一些在两种数据中表现出一致模式的基因对。某些基因对的表达水平与另一基因的必需性在癌细胞系中呈负相关，同时这两个基因在HAP1细胞中又表现出正向遗传相互作用，这类模式可能指示了潜在的遗传抑制关系。反过来，某些基因对的共必需性评分为正且同时具有负向遗传相互作用，则可能指向了合成致死的候选组合。研究团队进一步利用深度学习方法将两套网络进行了融合，构建出的整合网络在识别相同生物学过程和蛋白质复合物相关基因方面的表现优于任一单独网络，为系统理解人类细胞中基因功能的组织逻辑提供了一个可计算的研究框架。
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