破解基因天書的密碼被稱為“PB轉座因子”。復旦的科學家通過3年的研究發(fā)現(xiàn)，這種源于飛蛾的“密碼”能直接插入哺乳類動物的基因中并保持活性、導致基因突變，有了這個基礎，研究人員就能從突變中了解某個基因的特定功能。他們曾嘗試用這類因子直接插入小老鼠受精卵的某個基因中，結果發(fā)現(xiàn)長大后基因突變的小老鼠患上了腎病。由此，他們判斷這類腎病與這個特定基因基本上存在直接關聯(lián)。據(jù)悉，在目前復旦已公布的70個特定基因中，研究人員已經(jīng)基本能確定這些基因的基本功能。
———過去時———
許田博士（研究小組帶頭人、復旦大學發(fā)育生物學研究所所長）：過去30年，全世界研究遺傳的科學家都在努力了解基因這部“天書”，但是人們只對其中不到3000個基因有初步認識，連10%都不到。
突變基因：“千年等一回”
對基因的功能有所認識，必須是從表象的認識開始，這是最直觀也是最直接的方式。例如，一個人得了皮膚病，科學家們就會發(fā)現(xiàn)相應的突變基因，由此而確定了該基因與皮膚有關，而初步了解了該基因的功能。因此，最原始的方式是等待病人的出現(xiàn)，才能夠找到突變的基因，確定該基因的功能，這個方法則耗時費錢，研究人員也處于相對被動的地位，研發(fā)時間的限制也不能有效地對最初的病人進行治療。
基因剔除：事倍功半
科學家們也使用一些常見的基因誘變手段來破壞實驗對象的基因，通過基因變化后生物體的相應變化來了解基因功能。最常見的就是基因剔除。例如將小鼠的某種基因剔除后，小鼠沒長出耳朵，那這種基因就是會對耳朵的生長起作用的基因。這與通過病人發(fā)現(xiàn)基因功能的原理是相同的。而常規(guī)培育基因剔除動物需要先在體外培養(yǎng)胚胎干細胞，將干細胞中的靶基因剔除后再移植入體內發(fā)育為基因剔除小鼠，整個過程技術要求高，周期長，費用大且效率低。
———現(xiàn)在時———
許田博士：按照這種速度，只要通過大規(guī)模的試驗，并加上財力物力支持，破獲3萬個基因并不是遙不可及的事情。條件允許的話，可能3年時間就會完成。
插入轉座因子
復旦大學發(fā)育生物學研究所的科研人員將一種源于飛蛾的PB轉座因子用于小鼠和人類細胞的基因功能研究，在世界上首次創(chuàng)立了一個高效實用的哺乳動物轉座因子系統(tǒng)，為大規(guī)模研究哺乳動物基因功能提供了新方法。而在這個新方法中的一個關鍵名詞就是轉座因子。在低等生物中，轉座因子已成為一種常規(guī)的用于制造轉基因動物和插入突變等遺傳操作的工具。
那么什么是轉座因子呢？復旦發(fā)育生物學研究所的科研人員介紹，所謂轉座因子就是能將自身移動（轉座）到同一細胞中其他DNA序列上的遺傳載體的統(tǒng)稱，可以進入基因組內不同的位置，在進化、疾病、發(fā)育等生命活動中有重要作用。換句話說，轉座因子就像是智能機器人，能自己移動到其他基因序列上，并能攜帶一些基因段插入到某一段基因組中，借助它的“搭橋”，能使基因發(fā)生突變，基因突變的結果會體現(xiàn)在實驗對象的成長過程中，科學家們從而了解每個基因的功能，科學家們也能利用它們培育轉基因生物。
目標所定“夸娥”
自從麥克林托克（McClintock）從玉米中發(fā)現(xiàn)第一個轉座因子以來，轉座因子已成為很多生物寶貴的遺傳分析工具。但是大多數(shù)的轉座因子在生物進化過程中失去了轉座活性，因此科學家們一直嘗試建立高效的哺乳動物轉座因子系統(tǒng)。由許田博士和吳曉暉博士共同領導的研究小組也嘗試了實驗其他轉座因子，但都沒有成功。
在經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗之后，最終他們發(fā)現(xiàn)了一種來自飛蛾體內的PB轉座因子可高效插入小鼠基因組研究基因功能，使在小鼠等哺乳動物中高效、大規(guī)模了解基因功能成為可能。PB轉座因子是從飛蛾體內找到的，因此，許田和伙伴給這個因子取了一個中文名字“夸娥”。“夸娥”是我國古代神話傳說《愚公移山》中的大力士，而PB轉座因子則是微觀世界里的大力士。通過實驗，研究小組進一步發(fā)現(xiàn)可用PB轉座因子培育轉基因小鼠，為小鼠及其它哺乳動物建立了新的轉基因技術體系。
效率提高140倍
相對于傳統(tǒng)的基因研究方法，PB轉座系統(tǒng)則使基因剔除容易得多，無需通過干細胞體外培養(yǎng)，直接向受精卵注入PB轉座因子。當將PB引入小鼠的受精卵時，它能廣泛地插入到小鼠染色體各處，且更偏好于基因區(qū)，可促使小鼠體內基因直接突變，周期短，技術要求也降低了，效率也提高了很多。通過這樣的方法，能夠更容易地培養(yǎng)出轉基因生物。
據(jù)專家介紹，與傳統(tǒng)方法相比較，這種高效轉座的PB轉座系統(tǒng)新方法能更高頻率地插入到生物體內的原基因中，而且插入的位置更為隨機，范圍更大。這樣能更大范圍、更高效率地尋找到還未了解的基因，研究其功能。
有數(shù)據(jù)表明，用傳統(tǒng)的方法兩位研究人員在一年中只能發(fā)現(xiàn)和了解兩個基因的功能，而復旦的兩位研究生運用新方法在三個月內已經(jīng)尋找并了解了70多個基因，整個研究效率提高了140倍。
———將來時———
“小鼠功能基因組計劃”啟動
在復旦大學發(fā)育生物研究所的實驗室，記者能看到發(fā)出紅色熒光的小老鼠，這就是復旦大學發(fā)育生物學研究所的科研人員們運用新方法，將具有熒光的基因片段插入到小鼠體內的生殖細胞基因中，而使小鼠的基因發(fā)生了變化，導致小鼠的體色發(fā)生了變化，制造出了紅色、綠色的熒光小鼠。除了熒光小鼠以外，研究所的成員們也對像腫瘤、衰老、自身免疫疾病、尺寸調控等方面都有了初步的研究。
復旦大學的研究人員已啟動了“小鼠功能基因組計劃”，并且準備建立一個1萬余籠的小鼠房，擴容實驗對象的數(shù)量，通過大規(guī)模的研究，以對更多基因功能進行了解，建立多種疾病模型，尋找疾病機理及藥物靶點，從而發(fā)展創(chuàng)新治療手段和藥物，這將為人類疾病的基因治療提供新途徑。
將應用于人類基因治療
目前該成果已由國際頂級生物科學雜志《細胞》在線發(fā)表，并將作為封面文章于8月12日刊登。這將是我國科學家的研究成果首次登上該雜志的封面�！都毎冯s志審稿人評價這項工作“是里程碑式的發(fā)現(xiàn)，將可能在世界范圍內改變小鼠遺傳學研究，并有用于人類基因治療的前景。”
復旦副校長楊玉良認為大規(guī)模的研究在了解基因功能方面很重要，這將對人類自身的了解、疾病防治產(chǎn)生重要而深遠的影響，也將為生物工程和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)提供巨大的機遇。
毫無疑問，這個新方法將開創(chuàng)基因治療的前景，帶給醫(yī)學界一個嶄新美好的未來。如果人類能夠對所有的基因都能有所了解，那么人類將會受到更少的疾病的煎熬，面對AIDS、癌癥人們也將不會再束手無策。