必需基因是指细胞生存的关键基因，这些基因发生无效突变（null mutation）会导致个体死亡或者不育。最近，中山大学的贺雄雷（Xionglei He）教授领导团队在Genome Research杂志上发表了一项很有意思的研究。这项研究表明，在酵母中分析必需基因的非必要性可以为我们提供治疗人类疾病的新线索。

研究人员指出，从理论推理和经验数据来看，一个必需基因失活的致命影响可以归咎于两类原因：一是失去了不可或缺的核心细胞功能（I类）；二是失去无关紧要的外围功能但产生了致命的副作用（II类）。

一般而言，只有重新恢复细胞的核心功能才能挽救I类必需基因失活。不过，II类必需基因的失活可以被另一个基因的功能缺失拯救，只要这能消除II类必需基因失活带来的致命副作用。这种拯救必需基因失活的突变可能自然发生，因此在一个大群体中应该有些个体的II类必需基因会成为非必需基因。

为此，研究人员在酿酒酵母中对II类必需基因进行了系统性筛选。他们通过大规模全基因组测序寻找能够逆转基因必要性的突变，发现了14个符合要求的案例。在这些案例中，一个必需基因的失活被另一个基因的功能缺失突变所拯救。值得注意的是，腺苷琥珀酸裂解酶ADSL的编码基因属于II类必需基因。这意味着，功能缺失疗法有望治疗相应的人类疾病（ADSL deficiency）。这种治疗策略在线虫实验中表现出令人期待的结果。

贺雄雷教授早年毕业于中山大学，后赴美于密歇根大学获得博士学位，2007年通过中山大学“****”引进回校，被聘为教授。回国期间发表了多篇重要的研究论文。今年五月，贺雄雷教授在Science杂志上发表了一篇有关分子进化的观点文章。目前的分子进化研究大多是回顾性的，针对在进化过程中确立的突变。这类研究只能解释已经发生的进化过程，无法得出预测性的结论。这篇文章通过爱丁堡大学和密歇根大学的两项研究，探讨了前瞻性分子进化研究的前景与应用。文章指出，确定适应度景观可以帮助我们预测进化轨迹。这一点非常有实用价值，比如控制病毒感染的蔓延或者预防抗生素抗性的产生。（更多信息请参见：中山大学贺雄雷教授Science发表新文章）

去年贺雄雷教授领导研究团队在Nature Communications杂志上发表文章指出，癌症发生过程中存在从多细胞性向单细胞性的逆向进化。贺雄雷教授从进化的角度来理解肿瘤的发展，把单个细胞发展成肿瘤的过程看作是一个短期的细胞演化事件。文章指出，多细胞生物为了维持多细胞性演化出了一些遗传学限制。从理论上看，癌症可能就是这种限制发生崩溃导致的结果。（更多信息请参见：中大贺雄雷教授Nature子刊：癌症中的逆向进化）

随后，贺雄雷教授与加州大学的研究团队合作发表了一项弓形虫（Toxoplasma gondii）研究。弓形虫是一种寄生在细胞内的病原体，可以感染包括人在内的几乎所有的温血动物。弓形虫感染引起的肺部疾病，对新生儿、儿童和存在免疫力低下人（AIDS、骨髓移植、器官移植等）特别危险。呼吸道上皮细胞能够调节机体对多种病原体的免疫应答。不过，人们还不清楚弓形虫感染对呼吸道上皮细胞的具体影响。研究人员发现，弓形虫感染会抑制呼吸道的氯离子分泌，影响其清除病原体的能力。（更多信息请参见：中大生科院pNAS发表重要成果）

作者简介：

贺雄雷，男，教授，博士生导师。1998年和2001年分获中山大学学士和硕士学位， 2007年获美国密歇根大学 生态与进化系博士学位，同年获聘中山大学生命科学学院教授。贺雄雷教授带领的团队曾承担过国家自然科学基金重大和面上项目和广东市科 技计划重大项目等课题。 在过去的5年中作为通讯作者在Science、 Nature Genetics和 pNAS等高水平国际刊物发表了多篇论文。其中关于哺乳动物中单条 X 染色体的研究颠覆了长期以来理解 X 染色体演化的理论框架，并对性染色体相关的剂量补偿提出了新的问题。 而关于染色质的基本结构核小体的研究揭示了染色质结构这一重要表观遗传学因子对DNA突变这一核心遗传学事件的调节，对理解相关体细胞突变具有重要理论价值， 而且对理解真核生物基因组结构及其演化具有重要指导作用。贺雄雷教授于 2012 年获国家杰出青年基金资助, 同年获教育部长江特聘教授资助计划的支持。

生物通编辑：叶予

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