后基因组时代面临的一个巨大挑战是，在正常和疾病状态下，理解人类基因共同发挥作用的机制。现在，加州大学旧金山分校UCSF的研究人员开发了一个新方法，能够在不同细胞中一次性解析数千种基因的相互作用。文章发表在本周的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。
为了展示这一方法的有效性，研究人员用蓖麻毒素处理细胞，然后分析基因互作发生的改变。蓖麻毒素（ricin）的合成相对简单，这种毒素会关闭细胞内的蛋白合成，从而产生致命的影响。不过，人们还不清楚蓖麻毒素靶标的确切基因。
在微生物领域，高密度的基因互作图谱是阐明基因功能和相关通路的有力工具。而加州大学Jonathan Weissman实验室的研究人员，针对哺乳动物细胞开发了一整套方案。该方案以混合shRNA筛查为基础，能够在全基因组水平上鉴定表型相关基因，并对这些基因进行系统性作图，最终得到完整的基因互作图谱。
“这种方法很适合为癌症等疾病寻找潜在药物，也能帮助人们进一步理解基因组的复杂性，”文章的第一作者，加州大学的博后Martin Kampmann说。
Kampmann及其同事的这一新方案，可以通过混合实验，一次性检测不同实验条件下的不同细胞，从中筛查基因的相互作用情况。他们对经蓖麻毒素处理的细胞进行了分析，鉴定了一些未知功能的基因，并通过基因互作模式，确定了这些基因的功能。“它们与已知功能的一些基因，有相似的互作模式，”文章的共同作者，博后Michael Bassik说。
研究人员对暴露在蓖麻毒素中的细胞进行了全基因组筛选，通过复杂的shRNA文库来检测目标基因。他们利用测序监测细胞中各shRNA的表达情况，以此确定对细胞敏感性有影响的基因。
随后，研究人员对选定的shRNA进行克隆和编码，构建了有针对性的文库，重新检验相关表型。最后他们根据初步筛查中的基因组合，构建了靶标所有基因互作组合的double-shRNA文库。在这些基因互作模式的基础上，研究人员获得了高密度的哺乳动物基因互作图谱。
这一方案可以帮助研究人员，鉴定强力的基因相互组合。“在癌症等疾病中，利用这类图谱寻找特别致命的基因组合，可以揭示潜在的治疗靶点，有助于开发新药或设计新的治疗方案，” Bassik说。
