第593章 基因功能实验（1/1）

都是研究基因，基因测序和研究基因的功能却是两套差别很大的操作过程，可以说几乎是两个完全不同的工作。 基因功能研究一般先用生物信息学知识进行分析，并且对基因的结构和功能做预测，然后再对我们的预测进行验证。 如何验证一个基因的功能，最常用的策略就是功能获得与功能失活。 功能获得策略：就是将一段基因直接导入某一细胞或生物个体中，通过该基因在机体内的表达，观察细胞生物学行为或个体表型遗传性状的变化，从而鉴定基因的功能。 功能失活策略：就是使待研究基因的功能部分或全部失活，通过观察细胞生物学行为或个体表型遗传性状在基因功能失活后的变化，来鉴定基因的功能。 这些研究方法曾凡也只是在相关的论文上面看到过，具体怎么操作那是一头雾水，他想趁这个机会亲自动手操作一下。 于是，趁着实验的间隙，他找帕米拉说了自己的想法。 “呵呵，看在你表现不错的份上，可以给你个机会，但是不能无目的的实验，你先自己做功课，在已经测序完成的基因组信息库里面选，然后写一份实验计划，要有合理的结构分析和功能预测，以及具体实验步骤，我们认可后才可以进行实验！”帕米拉看来对此早有了心理准备。 类似的实验全世界但凡有条件的实验室都在做，每年发表的论文数以千计，当然，没有做出成果的实验才是常态，失败的次数更多，是几倍，几十倍甚至更多，也不差曾凡一个。 这种实验与其说是考验研究人员的知识储备技术能力，更像是运气测试，有的小组研究几年没有成果，有的小组可能几个月就有重要发现，和技术水平的关系真的不是很大。 不过目前来说，具备这样条件的实验室并不多，有这样水平的教授大多数集中在少数的顶级大学实验室，曾凡如果在国内上学，他即便是生物学专业的学生，想要参与这样的实验，也要至少读到研究生才有可能。 否则，就只能财大气粗的自己组建实验室了，很多关键的设备和试剂还不一定能买到。 在这个学校，只要好好学习，获得教授认可就有机会，他当然不能放过，这种机会错过了很难再有。 利用自己的超强记忆能力，曾凡在图书馆翻了几百篇基因功能领域的论文资料，不光看成功案例，也看了很多失败的总结，如果第一次就失败，他不知道还有没有第二次，当然要争取一次就做出成绩。 每天睡觉前，都要在宿舍构思修改自己的实验计划，不能让帕米拉挑出毛病来。 实验做完后不出成绩还能怪运气不好，如果实验计划不过关，那就是自己的水平不行了，这个可不能忍。 事实证明，充分的准备还是很有必要，他前面提交实验计划的两个研究生都被帕米拉挑了毛病，要去补充资料，曾凡的实验计划一次就通过了，帕米拉对他大加赞扬，还让那两个同学向他学习。 那两个同学看过他实验计划后面几页纸的引用目录就服了，光是看这些论文就够他们忙活十天半个月了。 有些事情做过和没做过的差别很大，理论再丰富也比不上自己动手做一次，这种实验的复杂程度比测序要高多了。 研究人体基因组的功能，不可能真的拿人做实验，而是根据已研究过基因的同源性选取要实验的未知功能候选基因，作为实验研究目标。 分离出这种基因后进行特殊处理，然后通过慢病毒或者腺病毒等载体转入某一特定有活性的细胞中，通常都是某种细菌细胞，实现基因的表达量增加的目的，当基因表达产物超过正常水平时，观察该细胞的生物学行为变化，从而了解该基因的功能。 目标基因过表达实验过后，他还要进行功能失活实验，通过干扰或者敲除使目标基因功能部分或全部失活，来进一步确定其功能。 有些基因的功能在细胞反应层面根本看不出来，那就需要用小白鼠进行实验了，在小白鼠的胚胎分裂之前对相应的基因进行操作，培育出同一个基因过表达，基因失活等不同的实验小白鼠，观察其后续的生长发育过程中的反应，来验证基因的功能。 这一个层面的实验难度就更高了，即便是对帕米拉教授来说，也同样很有挑战性，显微镜下对胚胎细胞的操作难度很大，稍微差一点，改动过基因的胚胎细胞就不能正常发育，那就算操作失败。 几十个上百个胚胎细胞都不一定能做成一个，比做个器官移植手术的难度还要高的多，即便是成功发育长大的小白鼠，基因改动的精确不精确，也要看运气，需要足够的实验目标进行比对，多个目标表现出预期相同的特征，才算初步成功。 后续还要进行不同方案下的重复验证，实验效果可以复现出来，才能发表论文，公布研究成果。 整套实验流程下来，就算是运气爆棚，一切顺利，那也要几个月的时间才能出结果，稍微有差错，要么前功尽弃，要么就需要多花几倍的时间。 这种实验即便是有过成功经验的科学家，难度同样很大，也不敢保证一定成功，曾凡初出茅庐就有这样的实验机会，只要成功，他立刻就算在这个领域扬名立万了。 如果碰巧发现的是个重要的功能基因，到时候别说博士学位了，申请个助理教授都不在话下。 编程方面曾凡很自信，研究基因他还是粉嫩新人，可是一点不敢疏忽大意，严格按照步骤操作，一切务必保持高度精准。 放假前这段时间，他每天四个小时做测序工作，其他的大部分时间都在研究怎么样提取目标基因，基因怎么样复制转录，基因怎么样制造蛋白质，怎么样研究蛋白质作用机制，怎么样根据蛋白质表达量推测基因实际功能。 相比较查询有确定性结果的论文资料，这些实验的操作难度和各种不确定的差错实在太多了，并且往往差之毫厘谬以千里，能及时发现就是运气好，否则就不知道会浪费多少时间了，到时候还要从头再来。 据说，很多重大科学发现都是实验出差错，误打误撞出来的，正经的目的往往没人关注了。 曾凡更希望按照自己设计的实验计划一步步进行，熟悉各种操作技巧和流程的同时，做出成果来，那样的收获才更大，说明他的思路正确，实验操作和流程都走对了。 十几天下来，他在实验操作方面的天赋让帕米拉和几个研究员都感到嫉妒了，一切顺利的超乎想象。 “我早先预计你至少一个月才能出结果，没想到再次出乎我的预料，你可真是个奇迹男孩！简直就是上帝的宠儿！”帕米拉略带酸意的夸奖道。 “根据基因产生的蛋白质表现出来的作用机制，它的功能可以调节细胞的生长、分裂和能量使用，同时也会减弱细胞代谢葡萄糖和脂肪酸的能力，似乎关系到人体是不是更容易饥饿，变胖！”曾凡没有理会教授的言外之意，认真汇报自己的发现。 “如果这个基因功能被确认，这可是了不得的发现，你会立刻名扬世界！你的发现我会进行验证，你可以着手进行动物实验了，那个难度更大，希望你继续创造奇迹！”帕米拉拍拍他的肩膀，鼓励的对他说道。