基因开关是一种能够向癌症基因发出“停止”和“开始”命令的分子，它可以抑制肿瘤生长。
发现与原理
基因开关的概念并非新鲜事物，早在2007年，新加坡基因组研究院的科学家就已经成功绘制了超过4000个“基因开关”的位置图谱。这些开关可以是化学物质、蛋白质或一段基因，已知的癌症相关基因开关就有数百种。此外，还存在着调节人体寿命、肝病、不孕等多种方面的基因开关。例如，复旦大学的金力教授通过对如皋市地区长寿人群的脱氧核糖核酸分析，发现D4单倍型线粒体可能是长寿的“基因开关”。加利福尼亚大学圣迭戈分校的神经生物学家Aterina Akassoglou及其团队的研究表明，P75神经营养素受体（p75NTR）蛋白可以激活肝星状细胞的一系列反应，从而启动肝脏的自我修复过程。对于男性不育症问题，科学家发现H19基因负责合成胎儿胎盘生长的重要生长因子，其不正确的开关会影响胎盘形成，进而干扰胚胎发育。
应用前景
尽管基因开关的应用前景广阔，但在实际临床应用中仍面临诸多挑战。首先，基因技术尚未成熟，大多数研究仍停留在理论阶段，距离临床应用尚远。其次，癌症的复杂性使得单一的基因药物难以治愈所有的患者。然而，未来有望利用基因技术针对主要的致病基因进行治疗，辅以增强免疫力的药物，帮助身体免疫系统清除癌细胞。此外，基因技术的副作用也是不容忽视的问题，因为难以预测和控制基因开关或其他基因药物是否会与其他正常基因或组织发生不良反应，从而损害人体的关键生理过程。
动植物中的基因开关
不仅人类和动物拥有基因开关，植物也同样具备这样的机制。德国马克斯·普朗克分子植物学研究所的科学家在烟草叶绿体中发现了调控蛋白质构成的“基因开关”，称为“核糖开关”，可用于控制烟草植物中叶绿体基因的表达。此外，科学家还发现可以通过基因开关控制植物在特定部位产生抗虫性，例如在水稻中引入抗虫基因后，可通过基因开关控制其在茎和叶中的表达，而不影响种子的安全性。对于那些仅刺穿作物维管吸食汁液的害虫，只需让作物的维管组织抗虫即可。
性别的基因开关
研究表明，性别特征之间的斗争在个体基因和细胞层面从未停止。科学家发现，通过关闭名为“FoxL2”的基因，成年雌性老鼠的卵巢细胞能够转变为产生睾丸激素的细胞，但不会产生精子。这一发现暗示了性别特征的变化在成人阶段仍然是可能的，尽管这意味着失去生育能力。
参考资料
定量解析“基因开关”，探索细胞命运决定机制.科学网.2024-11-09
基因开关.科学网.2024-11-09
科学网—“基因开关”决定生殖细胞性别.科学网.2024-11-09