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互動基因網絡的秘密：為何基因之間的互動如此神秘？
在分子生物學的領域中，互動基因網絡（interactome）是特定細胞中所有分子互動的總和，尤其是基因和蛋白質之間的物理交互作用。這些複雜的交互不僅涉及到基因之間的直接關聯，還能描繪出間接的基因互動，從而揭示出生命體的運作原理。
互動基因網絡能夠從整體上呈現出基因與基因、蛋白質與蛋白質之間的生物學相互關係，這一點令人矚目。
互動基因網絡的概念於1999年由法國科學家班納德·雅克提出，並將其描述為分子互動的整體。這些互動可視為生物網路的一部分，雖然應避免將其與神經網絡或食物鏈混淆。在分子互動網絡中，各種生物化學家族的分子之間，如蛋白質、核酸、脂質、碳水化合物等，都可能發生互動，形成分子互動網絡，並根據涉及的化合物性質加以分類。
在這些互動中，最常見的情形是蛋白質之間的互動，稱為蛋白質-蛋白質互動（PPI）網絡。舉例來說，Sirt-1 蛋白質的互動網絡那涉及與其直接互動的蛋白質，而第二級互動網絡則顯示其外圍的互動者。另一個被廣泛研究的互動類型是蛋白質- DNA 互動，這些網絡由轉錄因子、染色質調控蛋白及其目標基因組成。
在分子互動網絡中，所有互動類型彼此交織，如蛋白質互動網絡中包含大量酶，進而形成生化網絡。
關於生物體的互動網絡大小，有觀點認為其規模與生物體的複雜性有關，甚至優於基因組大小。雖然現在對多個生物物種的蛋白質-蛋白質互動圖有數千個二元互動的數據可參考，但至今尚無完整的互動網絡，這一點在科學界仍是熱議的課題。
基因之間也存在互動，即影響彼此的功能。例如，某個突變可能是無害的，然而與另一個突變結合後，則可能導致致命的結果。被稱為“基因互動”的這些基因彼此形成了基因互動網絡。這些網絡的目標之一是開發細胞過程的功能地圖、利用化學蛋白質組學進行藥物靶標的發現，以及預測未經描述的基因功能。
在2010年，有研究建立了一個目前所知最完整的基因互動組，來自大約540萬對基因的比較，部分描述了酵母中約75%基因之間的互動，並對它們的功能進行了分組。這項研究的結果也指出，在這些交互中，負面互動的數量是正面互動的兩倍，並且損壞壓力越大時，基因的聯接數就越高，可能導致更大的致死風險。
互動組學（interactomics）則是一門融合生物信息學與生物學的學科，專注於研究分子之間以及其相互間互動的後果。
該學科的目標在於比較各物種之間的互動網絡特徵，探究這些網絡的繼承性或變異性。交叉學科的視角有助於更好地了解生物系統的運作，並以這些網絡的特性開展生物學新假說的發掘與實驗驗證。
在測繪互動基因網絡的實驗方法方面，酵母雙雜交系統（Y2H）是探索兩種蛋白之間的二元互動的有力工具，而親和純化質譜則適合識別蛋白質複合體。雖然這些技術已被廣泛應用，高通量方法的優勢取決於實驗的準確性及具體條件。
然而，構建互動網絡後，還有許多分析方法可用。例如，分析網絡的拓撲特徵是理解系統屬性的關鍵一步，然後還可以針對個體蛋白及其在互動網絡中的角色進行深入探討。這些技術一般需要依賴生物信息學的方法，從而構建全面的網絡模型。
互動組學的挑戰在於標準方法無法捕獲所有可能的蛋白質互動，並且互動網絡的完整性仍然在持續研究中。
即使相同物種的互動網絡在相同的實驗条件下也可能出現大相徑庭的結果，這表明基因互動的複雜性遠超我們的當前理解。然而，這一領域仍處於快速發展階段，未來的研究與發現將可能徹底改變我們對基因互動的理解與認知。
因此，我們仍需思考，基因之間究竟隱藏了多少尚未被發現的秘密？
