20年前人类基因组草图测序的时候，很多科学家自信地认为，人类很快就会发现基因组中包含的秘密，找到不同疾病背后的根本原因。然而，他们很快意识到自己错了。人不仅是基因的产物，也是基因调控的产物。如果我们把人类基因组比作一本手册，其中只有1%-2%描述了如何制造生命元素——蛋白。剩下的98%-99%决定了是否、何时、多少、如何控制这些生命成分……我们对这部分了解太少。
插图：五.阿尔图尼安/科学，与克里斯蒂安斯托特合作；(数据)GTEx财团为此，10年前，科学家们开始了一项名为“基因型-组织表达”(简称GTEx)的大规模研究项目，花了1.5亿美元，一举搞清楚了基因调控的遗传学。近十年来，科学家陆续发表了一些早中期成果。今天，这十年的工作终于迎来了一次里程碑式的爆发。——个科研团队本周在《科学》、《细胞》等杂志上发表了15篇论文介绍他们的发现。《科学》杂志也以封面报道的形式介绍了这一点。
这个项目是怎么做的？
研究数据库包含来自900多人的数万个组织样本，主要由死者家属捐赠。这些家庭同意移植死者的器官，并同意研究人员应从死者的大脑、肌肉、脂肪和其他组织中取样进行分析。
在这项研究中，样品是从不同的组织中提取的。在这些样本之后，科学家们对不同组织的基因组进行测序，并对RNA进行定量分析，以了解基因表达。它们不仅可以比较同一个体不同组织中基因表达的异同，还可以比较不同个体相同组织中基因表达的特点。
此外，研究人员还分析了这些组织中的“数量性状基因座”(QTLs)，以了解基因组中特定基因座的不同遗传变异将如何影响不同组织中的基因表达。基于这些发现，我们可以理解遗传变异是如何影响基因表达和蛋白质合成的，从而理解基因调控的根源。
基因表达，男女有别
在许多论文中，科学家介绍了该团队的最新发现。其中在《科学》专题报道中强调了一项关于“男女有别”的研究：科学家发现，男女的区别并不像X染色体和Y染色体那么简单。相反，几乎所有被测组织由于性别差异，都有不同表达水平的基因。总的来说，37%的人类基因在某种类型的组织中有不同的表达水平，这将因性别的不同而不同。
男女基因表达不同。研究人员指出，我们早就知道，女性往往比男性长寿，有些疾病也有性别偏好(一种性别更容易患疾病)。基因表达水平的这些差异有助于我们从更个体的角度理解疾病。
不同组织，衰老速度不同？
另一项研究发现，端粒在不同的人体组织中有长短。。端粒是染色体两端的非编码DNA区域，起保护作用。每次细胞分裂，端粒都会缩短。因此，端粒的长度也被认为是人类衰老的生物标志物。
不同的组织有不同的端粒长度。过去科学家研究的端粒样本大多来自血液。通过比较不同组织间的端粒长度，他们发现睾丸组织中端粒最长；在全血中，端粒最短。此外，不同组织中的端粒长度随着年龄的增长而以不同的速率缩短：来自睾丸、卵巢、小脑、阴道、骨骼肌和甲状腺的端粒在相对端粒长度上没有与年龄相关的变化。
基因调控：比想象中更复杂
研究人员还发现，一些影响基因表达的遗传变异具有高度的组织特异性，即只影响特定的组织。相反，其他基因变异的影响更广。从机制上看，这些变异往往影响转录因子与基因启动子或增强子的结合，从而影响基因表达。
不同的组织有不同的基因表达模式。科学家指出，许多基因同时受到多个遗传位点变异的影响，这给基因调控增加了一层复杂性。此外，他们还指出，有许多细胞类型特异性的QTL，它们在细胞水平上精确调节基因。随着样本数量的增加，更多的此类调控机制将浮出水面。
是终点，更是起点
这一系列的研究为整个项目画上了一个终结者。然而，正如一些人所说，尽管这些发现意义重大，但它们远非完美。例如，一些生物学家指出，在整个项目中，样本捐赠者缺乏多样性，导致85%的捐赠者是白人。对于其他族群来说，这些发现的意义就要打折扣了。将来，像这个项目这样的大规模研究将使我们对人类遗传学有更好的了解。那个时候，也许我们真的可以看到生活的全貌。
