科学家通过计算机发现许多基因

【美国《新闻周刊》９月１２日一期文章】题：基因中无所不包
约翰·瓦斯穆特有一种感觉，一种长期以来一直在搜寻的造成侏儒症的基因就在他实验室的冷藏箱中，而另外一些生物学家也已缩小了对这种有缺陷基因的搜索范围。瓦斯穆特是加利福尼亚大学（欧文）的遗传学家，它怀疑造成侏儒的罪魁祸首就在冷藏的星星点点的ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）中间。但是在哪一点ＤＮＡ中呢？要找到它，生物学家就要费尽心思把每一个基因植入实验室的动物身上，看一下是否有任何不为人知的基因使它们变矮。在９０年代，瓦斯穆特不用老鼠进行实验，而用他的计算机把对这种神秘的ＤＮＡ的描述通过交互式网络发到基因库中去。基因库是全国生物技术信息中心（全国健康学会的一部分）的一个数据库。几秒钟后，计算机找到了一种相配物：神秘的基因之一和数据库中的一种让细胞从血液中捕捉生长激素的基因相似。瓦斯穆特及其同事上个月报告，这种相匹配的ＤＮＡ是造成最常见型的侏儒症的基因。约翰斯·霍普金斯大学的生物学家维克多·麦库西克说，这一发现表明，计算机的这种用法是“生物学的未来”。
马斯帕（Ｍａｓｐａｒ）计算机公司的斯科特·汉弗莱斯说，这是因为计算机使研究人员“能够取得以前不可能的发现”。马斯帕计算机公司生产现在被称之为计算机生物学的软件。它编制的一个程序读出能拼写一个神秘基因的化学“字母”，并把这些字母同储存在数据库中拼写出已知基因的序列相比较。弗吉尼亚大学的生物化学家威廉·皮尔逊说，“通过寻找其功能已为人知的有关基因”，你就能够“辨认出造成（人类）疾病原因的候补者”。目前取得的一些成就有：
●计算机生物学取得首次重大发现是在１９８３年，当时一位研究人员发现，一个癌基因和一个制造刺激细胞增长的物质的基因有多达８７％的相同之处。皮尔逊说：“人们当时清楚地了解到（癌）基因如何使细胞开始分裂。”分裂的办法是：促使细胞过分增长。
●１９８９年，遗传学家发现造成胆囊纤维化的基因和一个细菌基因相配。鉴于这个原始的基因携带一些物质进入细菌和从中出来，因此生物学家认识到，当这些物质无法进入肺细胞时，必然会产生胆囊纤维化。而这表明对这种致命的疾病已找到新的治疗方法。
●１９９２年，以劳伦斯—利弗莫·尔国立实验所的格雷格·伦农为首的研究人员发现了一种和数据库中大量基因相配的新基因：这些基因都制造使控制肌肉的神经瘫痪的酶。由于认识到这种相配物，科学家就发现了造成肌强直性营养不良的基因。
对那些不通晓计算机的科学家来说，研究工作将受到影响。有一个事例说，俄勒冈的研究人员由于用了错误的软件而没有发现结肠癌基因：这个软件没有对数据库的各个角落进行搜索。今年春季，霍普金斯的研究人员找到了这种基因，但是由于他们不懂计算机而付出高昂代价。他们不是在免费的数据库中而是在一个商业性的数据库中搜寻相配物的。因此数据库的拥有者——马里兰的人类基因组科学公司要求把用这一发现制造任何产品的全权都交给它。获得的任何利润都要归这家私营公司所有。
全国的数据库现在拥有２０多万个ＤＮＡ序列，基因库每２１个月拥有量就增长一倍。协助经营基因库的马克·博古斯基甚至预测有朝一日软件会自动地搜寻出基因相配物，从而使人完全脱离这项工作。