Nature：人类基因组中最“热门”基因TOP10

2017 年 11 月 24 日 生物探索 Flora

生物探索

编者按

11月22日，Nature News推出“The most popular genes in the human genome”，罗列出过去50年研究最热门的10大基因，它们依次为：TP53、TNF、EGFR、VEGFA、APOE、IL6、TGFB1、MTHFR、ESR1、AKT1。

从2002年开始，美国国立医学图书馆（NLM）启动了一项工作：对PubMed数据库中涉及基因（或其编码蛋白）的结构、功能研究的文章进行标记，共统计了解析27000人类基因（包括RNA基因和假基因）的565000篇文献。

就职于哈佛大学医学院致力于研究基因组数据可视化的博士后Peter Kerpedjiev从中分析出一份特殊的榜单——研究最多的基因TOP10！这10个基因背后的学术论文数量远超4万篇。它揭示了生物医学研究的重要趋势，表明在跨学科、疾病领域占主导地位的基因。

热门基因TOP10（图片来源：Peter Kerpedjiev/NCBI-NLM）

1榜首：TP53

热门基因的具体信息（翻译整理自Nature）

位列榜单之首的是TP53基因。3年前，当Peter Kerpedjiev正式开始这一统计研究时，关于TP53及其编码蛋白p53的研究论文就有6600篇。现在，这个数字达到8500篇。平均而言，每天会有两篇描述TP53基本生物学新细节的文章发表。

TP53是一种肿瘤抑制基因，被称为“基因组的守护者”，约一半的癌症都与该基因突变有关。这也是它成为基因界最大热门的原因。约翰斯•霍普金斯大学医学院的癌症遗传学家Bert Vogelstein认为，在癌症领域，没有其他基因比TP53更重要了。

2不同的时间段，不同的“流行”基因

图片来源：Peter Kerpedjiev/NCBI-NLM

上世纪40、50年代，生物化学家Linus Pauling（1954年诺贝尔化学奖获得者）、Vernon Ingram（1962年诺贝尔生理及医学奖获得者）开创性地从分子层面发现异常的血红蛋白（haemoglobin）会引发镰状细胞病（sickle-cell disease）。1962年，Max Perutz因为其在血红蛋白三维结构上的成就而获得诺贝尔化学奖。

美国国立卫生研究院的Alan Schechter教授认为，对血红蛋白基因的研究开启了从分子水平解析疾病的大门。他表示，在上世纪70年代和80年代初，这类基因是血液疾病、遗传学会议的一个讨论焦点。但是，随着测序技术的发展，科学家们开始关注其他基因、疾病，例如艾滋病。

在1983年HIV病毒被发现之前，包括David Klatzmann在内的临床医生已经注意到这一种奇怪的疾病。“患者体内没有T4细胞。” Klatzmann回忆道。他发现，HIV病毒会选择性地感染、破坏免疫细胞。

Klatzmann推断，CD4+T细胞表面的蛋白是HIV病毒感染入侵的关键受体。事实证明，他是对的。1984年12月，他发表了相关研究成果。在这段时间内，CD4成为研究最火热的基因。对CD4的研究大大促进了免疫学的发展。

1990年初，TP53开始进入大家视角。但是当时，科学家们更热衷于挖掘GRB2基因——编码生长因子受体结合蛋白2，参与细胞内各种受体激活后的下游调节。1992年，耶鲁大学医学院的生化学家Joseph Schlessinger发现，GRB2蛋白包含一个SH2结构域（结合目标细胞表面激活蛋白，向细胞核传递信号）以及两个参与细胞生存的区域。在某种程度上，GRB2是开启信号转导研究的热门分子。

但是，GRB2是一个“异类”：它并不是导致疾病的直接原因，也不是药物的靶标。所以，它仅仅在90年代初活跃了几年而已。“因为没有临床价值，这个新星很快就陨落了。” Karolinska研究所的Thierry Soussi研究员如此评价道。他认为，一个基因的重要性往往与其临床价值关联。

除了GRB2，影响TP53热门地位的还有载脂蛋白E（APOE）——参与脂蛋白的转化与代谢过程。20世纪70年代中期，APOE被认为是j预防心脏病的一种降脂疗法。随后，神经学家 Allen Roses团队发现，APOE蛋白参与阿尔兹海默症病斑的形成。1993年，他们鉴定出APOE4基因，证实它是阿尔兹海默症主要的风险遗传因子。