專訪多倫多大學Brenda Andrews教授：功能基因組全局調控網路

生物探索

編者按

2016年10月10-14日由冷泉港亞洲舉辦的Systems Biology of Gene Regulation and Genome Editing學術會議在蘇州舉辦。多倫多大學的Brenda Andrews教授作為特邀嘉賓做了主題演講：「A global genetic interaction map reveals a wiring diagram of gene regulatory pathways and networks」。生物探索非常有幸在會後對她進行了採訪。

2016年10月10-14日由冷泉港亞洲舉辦的SystemsBiology of Gene Regulation and Genome Editing學術會議在蘇州舉辦。多倫多大學的BrendaAndrews教授作為特邀嘉賓做了主題演講：「A global genetic interaction map reveals a wiring diagram of generegulatory pathways and networks」。生物探索非常有幸在會後對她進行了採訪。

多倫多大學的Brenda Andrews教授致力於用功能基因組、高通量篩選和基因表達的方式來研究細胞信號的過程。她實驗室研究的方向主要分為基因組學，表型組學（Phenomics）和細胞周期調控轉錄三個方向。

在基因組研究方面，他們運用功能基因組的工具，通過評估基因冗餘和檢測對基因表達量提高的敏感性，來研究信號轉導和轉錄酶調控的途徑。

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主要研究方法：合成基因陣列

Brenda Andrews教授向我們介紹了她的實驗室進行功能基因組研究的一項主要方法——合成基因陣列（SGA）技術，這種方法讓他們能確定基因組的冗餘，發現基因功能和研究基因間相互作用。他們正是通過SGA技術來製備雙重突變體，進行合成致死或合成劑量致死的篩選，用來研究編碼多種翻譯後修飾酶（如激酶和賴氨酸乙醯）的基因間的相互作用。

在這種技術中他們通過菌落大小，判斷菌株適應度的增加和減少，讀出無效、亞效和高效的等位基因組合。菌落的大小是一種非常適合檢測的菌株適應性特徵，他們只需對生長中的培養皿拍照，對單突變體和雙重突變體菌落的大小進行比較，從單突變體計算雙重突變體可能的適應度。使用各種計算和統計方法來精確測量菌落大小，篩選重要信號通路的相互作用關係，如那些涉及磷酸化、乙醯化和泛素化的通路。他們的最終目標是通過大規模的遺傳相互作用分析解開複雜的信號網路。

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基因緩衝現象的研究

她的實驗室也評估組合突變（例如雙重和三重突變體），尋找類似過程中基因的干擾對菌株適應度的減少和增加。這種現象叫做基因緩衝（genetic buffering）。他們首先把菌落培養在豐富培養基上，但是有些基因作用只出現的特定的條件下。為了對基因緩衝現象進行分析，他們在數百種不同的條件下重複試驗，這樣的話能夠得到基因網路作用的豐富數據信息。他們正在使用酵母所有的6000個基因製備雙突變體，以評估細胞基因緩衝的整體水平。

Brenda Andrews教授的研究團隊還製作了三重突變體，以微調高度緩衝的基因在基因組中的冗餘度。他們有興趣在理解為什麼一大部分的基因有很少或沒有遺傳相互作用。為了回答這個問題，她的實驗室現在正在探索有條件的遺傳相互作用。

除了菌落適應性以外，他們實驗室還運用一些其他的方法來進行細胞信號過程的研究，比如運用合成基因陣列技術引入亞細胞標記：比如位於核、高爾基體和內質網的標記。確定酵母細胞中每一個基因的突變與亞細胞形態的關係。

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表型組學的研究

她的實驗室還進行表型組學的研究，表型組學是指在一定的遺傳或是環境的條件下基因組範疇的變化。在表型組學中，他們集中對蛋白細胞定位的動態和丰度變化以及亞細胞形態標記進行了研究。Brenda Andrews教授的研究小組是通過高通量熒光顯微鏡來篩選綠色熒光蛋白標記在丰度和亞細胞分布上產生的變化，以此尋找目標酶。他們通過合成基因陣列與高通量篩選結合(SGA-HCS)，對在不同的遺傳、環境和化合物干擾下的基因組範疇蛋白定位和丰度的變化進行分析，研究亞細胞表型組學或單細胞表型組學。蛋白的丰度和定位往往是受翻譯後修飾的。他們正在用SGA-HCS探索在各種遺傳背景下磷酸化、乙醯化和泛素化如何調控蛋白。

冷泉港亞洲

冷泉港亞洲沿襲美國冷泉港實驗室的傳統，為來自亞洲乃至全球的科學家及學生們，提供近距離分享最新科研進展的獨特平台。在冷泉港亞洲，與會者不論地位、年齡、國籍、性別、種族，都將於會議全程得到平等自由的交流機會。冷泉港亞洲會議的最大特色，就是大部分在會議上發表的演講，選擇自全體與會者公開提交的摘要中（年會除外），報告涵蓋了大量未發表的最新科研進展。

通常，冷泉港亞洲會為每次會議指定一個小型國際組委會（3－5名來自不同國家或地區的卓越學者），來負責會議的組織和安排。該組委會在議題設立、各分會(session)設定及報告人和海報(Poster)篩選等相關範疇，享有完全的學術自主權。與會者在冷泉港亞洲官方網站www.csh-asia.org提交註冊信息後，會立即收到包含有摘要提交鏈接的確認郵件。所有在線提交的摘要，將於截止日期後一周內寄送給會議組委會，由他們根據摘要質量及與會議議題契合度，篩選出進行口頭演講及海報展示的優秀作品。被選定摘要及狀態會在會議開始前3-4周於官網公布。組委會將根據選出的摘要，設定會議討論議程及分議題，與會者在抵達會場後方可由摘要集獲知會議詳細日程及每一報告的具體安排。

冷泉港亞洲會議一般歷時3-5天，由高密度的演講分會、海報展示分會及各類社交活動組成。每一位演講者的報告時間約為15-20分鐘，台下聽眾將有5分鐘的時間與演講者進行交流問答。海報展示分會一般安排在下午，每一位作者都將有機會，就自己的研究成果及感興趣的話題，與來自世界各地的學者們進行充分探討。除常規的演講與海報展示分會外，冷泉港亞洲還將組織一系列雞尾酒會、晚宴、舞會，或音樂會。輕鬆自如的氛圍，消除了一切來自背景的隔閡，與會者之間的距離被無限拉近，靈感與火花不斷湧現及碰撞著。冷泉港亞洲會議不止於演講形式的各種互動，將使每一位與會者收益頗豐。信息傳遞不再是傳統的單向，獨特的會議模式使得科學探討的溝通渠道多元而暢通。冷泉港亞洲會議不僅能夠給與會者們提供一個前沿的國際交流平台，也將毫無疑問的促進與會者的成長並拓寬科學眼界，為亞洲地區學術文化的良性發展起到一定的催化作用。

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