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基因融合的演化之旅：這對生命的多樣性意味著什麼？
在遺傳學領域，融合基因的概念代表著一種由兩個獨立基因所形成的混合基因，這一過程可能通過染色體易位或其他基因變異的方式發生。隨著對融合基因的研究深入，我們逐漸意識到這些基因在腫瘤形成及診斷中的重要性，特別是在多種人類腫瘤疾病中普遍存在的情況下。
融合基因為癌症的標誌性特徵，且提供了診斷和預後的重要依據。
融合基因的歷史
早在1980年代，科學家首次在癌細胞中描述了融合基因的存在。此發現源自1960年，彼得·諾威爾（Peter Nowell）和大衛·亨格福德（David Hungerford）在費城的慢性髓性白血病患者中發現了一種小的異常染色體，這一發現後來被命名為「費城染色體」。1973年，珍妮特·羅維（Janet Rowley）進一步證實這一染色體異常是透過染色體9與22的易位形成。
約1985年，科學家確定了費城染色體對應的BCR::ABL1融合基因，該基因能引發慢性髓性白血病。
癌基因與腫瘤形成
已有超過30年的研究證實，融合基因在腫瘤形成中扮演重要角色。這些基因往往能產生比非融合基因更活躍的異常蛋白，促進腫瘤的形成。此類癌基因包括BCR-ABL、TEL-AML1、AML1-ETO等。TMPRSS2-ERG則常見於前列腺癌，其融合產品通過抑制雄激素受體表達來調控癌症發展。
融合基因的存在可能使基因產物具有新穎的功能，或通過強效啟動子引發腫瘤變化。
診斷的應用
在癌症診斷中，部分染色體異常及其產生的融合基因被廣泛應用。常用的方法包括染色體帶型分析、原位雜交技術(FISH)和逆轉錄聚合酶鏈反應(RT-PCR)。然而，這些方法在面對癌症基因組的複雜性時仍存不足之處。近年來，高通量測序和定制DNA微陣列的發展則為更高效的檢測方法提供了可能。
基因融合的演化意義
基因融合對基因結構的演化起著關鍵作用，特別是當其出現在編碼序列中時。重複、序列多樣性與重組是基因演化的主要推動力。基因融合能在非編碼序列中引起新的基因表達調控，而在編碼序列中則可能形成新的功能性基因，增加多肽模組於多域蛋白的出現。
大規模檢測基因融合事件的方法提供了有關蛋白質多模組架構的寶貴見解。
環境中的普林生物合成
在生物體中，腺嘌呤和鳥嘌呤是遺傳密碼的四個信息編碼基因之一。不同物種的普林生物合成路徑雖相似但不完全相同，細菌的普林生物合成途徑經常涉及基因融合，使得多個酶由單一基因編碼。真核生物不僅展示了細菌的常見基因融合，還可能通過新的融合來增強代謝通量。
研究應用
生物學家也會有意地創建融合基因以便於研究。將報告基因與感興趣基因的調控元件相融合可用來研究基因表達，量化調節基因的活性水平、識別調控位點，甚至在特定細胞中控制所需基因的表達。例如，可以通過創建一個與綠色螢光蛋白的融合基因來觀察目標蛋白在細胞中的分佈情況。
融合基因的發現不僅僅是生物學上的進步，它們如何塑造生命的多樣性與複雜性依舊是一個值得探索的問題？
