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一旦人類基因組計劃完成了我們所有基因的列表，接下來的難題將是弄清楚這些基因究竟是做什麼的。 不過，讓這項工作稍微輕鬆一些的是，麻省理工學院懷特海德研究所和康寧公司的科學家們開發了一種新的DNA微陣列技術。 理查德·楊和他的同事在今天出版的《科學》雜誌上發表報告，公開了一種方法，該方法可以在大約一週內確定哪些細胞迴路受基因組中哪些主開關控制——這項任務通常需要數年時間。 楊說：“我們對這些結果感到非常興奮，因為它們表明我們的技術可以用來建立細胞主控開關的‘使用者手冊’，一本將主開關與其在基因組中控制的迴路相匹配的小冊子。”
主開關實際上是蛋白質，稱為基因啟用劑，它們與DNA或基因的特定區域結合，從而啟動一系列步驟，控制從細胞生長和發育到疾病發生的方方面面。 楊的研究小組圍繞DNA微陣列構建了他們的方法，因為這些裝置可以對細胞進行某種快照，並檢視哪些基因被開啟，哪些基因被關閉。 對於生物學家來說，知道當細胞執行某些功能時哪些基因是活躍的，是非常有用的資訊，就像能夠將和絃中的單個音符與它們產生的聲音相匹配一樣。 但這並沒有揭示是哪個主開關——或哪隻手——彈奏了音符，而人類基因組包含大約1000個主開關。 迄今為止，科學家們只知道其中四分之一的活動，例如在癌症中起作用的p53蛋白。
新技術的第一步是使用化學交聯方法將活細胞中的主開關蛋白固定在其DNA結合位點上——有點像將手粘在它們正在敲擊的琴鍵上。 然後，科學家們開啟細胞，形成蛋白質-DNA複合物的混合物。 他們使用帶有磁珠的抗體來提取有趣的DNA片段，主開關蛋白仍然附著在上面。 接下來，他們分離DNA片段，用熒光染料標記它們，並將它們與包含酵母基因組DNA的DNA陣列雜交，從而確定它們是什麼。 作為該方法的測試，楊和他的同事證明，它可以成功地挑選出由兩個已知主開關控制的細胞迴路。 楊補充說：“我們的目標是使用這項技術來找到由酵母中大約200個主開關控制的迴路，然後在人類中開發類似的技術。”