生物化學與分子生物學/疾病相關基因鑑定和克隆原則

基因結構功能分析和疾病相關基因鑑定克隆 - 基因結構分析 - 基因功能研究 - 疾病相關基因鑑定和克隆原則 - 疾病相關基因鑑定克隆的策略和方法
確定疾病相關基因是一個艱巨複雜的系統工程，耗時耗錢，有的疾病基因的最終鑑定歷時數十年。 儘管人類基因組計劃的完成，為疾病相關基因的鑑定提供了諸多的便利，但明確地解析疾病和某種基因的關係仍非易事，掌握鑑定疾病相關基因鑑定和克隆的原則，無疑將起到事半功倍作用，有助於鑑定疾病相關基因研究工作高效有序的開展。首先，確定疾病表型和基因實質聯繫是關鍵；其次，採用多途徑、多種方法鑑定克隆疾病相關基因是手段；最終，確定候選基因，明晰基因序列的改變和疾病表型的關係，以了解基因致病的本質，是鑑定和克隆疾病相關基因的核心。

鑑定克隆疾病相關基因的關鍵是確定疾病表型和基因間的實質聯繫

疾病作為一種遺傳性狀，要確保其專一性和同質性。正確的疾病診斷非常重要。在一些複雜性 疾病中，對疾病表型有必要進行進一步的分類，確保疾病的同質性，以減少臨床的異質性。其次，需要確定疾病的遺傳因素，即通過家系分析、孿生子分析、領養分析和同胞罹患率分析等，確定遺傳因素是否在疾病發病中的作用及其作用程度（遺傳度）。在遺傳因素作用較小的疾病中，鑑定並最終克隆疾病相關基因成功的可能性很小。一旦確定了遺傳因素在疾病中的重要作用，就可進而確定存在於人類基因組中決定疾病表型的基因，確定該基因在基因組中的位置（位點）以及該位點和基因組其他位點的聯繫。

鑑定克隆疾病相關基因需要多學科多途徑的綜合策略

鑑定疾病相關基因是一項艱巨的系統工程，需要多學科的緊密配合，針對不同疾病採用不同的策略。這些不同策略和方法互為補充，方可達到最終克隆疾病基因的目的。首先通過對不同疾病家系的連鎖分析，可粗略地將疾病的基因定位於某個染色體上。這些位點被稱之為疾病的位點(locus) , 此時確切的基因尚不明了。隨著對某些疾病發病機制的了解，可以進一步闡明疾病相關的蛋白質的生物化學和細胞生物學特徵，以此為切入點，尋找基因結構的異常，確定基因DNA鹼基序列突變及其導致蛋白質結構或表達異常的分子機制，最終克隆疾病的基因。疾病動物模型對於疾病相關基因的克隆具有重要幫助。對不同的疾病動物模型的研究，可以確定導致實驗動物異常表 型的基因，進而鑑定人類的同源基因在疾病中的作用。藉助生物信息資料庫中有關待定基因的信息，也可極大地促進疾病相關基因克隆的效率。

確定候選基因是多種克隆疾病相關基因方法的交匯

有許多途徑能夠達到最終鑑定疾病相關基因的目的，這些方法最終將交匯在候選基因上。一旦候選基因被鑑定，即可篩檢病人中該基因的突變。候選基因可不依賴其在染色體位置而予以鑑定，但常用的策略仍然是首先找出候選染色體區域，然後在此區域內鑑定候選基因。人類基因組計劃的完成提供了人類所有基因的信息。儘管從眾多的候選基因中尋找基因突變，仍然是一項耗時的工作，但鑑定候選基因較以往還是相對容易。這是由於位置信息從2萬個的基因降低到候選區域的10～30個基因。在候選區域內預測可能的候選基因並非易事，目前仍然缺乏這樣的能力。需要的是大量重複、逐個排除，最終確定候選基因的突變以及這種突變和疾病的聯繫。