在當前的醫療實踐中，許多遺傳性疾病的治療往往面臨着一個關鍵挑戰：雖然我們知道疾病與基因突變有關，但卻無法準確理解每個突變具體如何影響人體功能。這導致很多治療方案只能針對症狀，而非病因本身。

突破性發現

2025年1月8日，《自然》雜誌發表了一項具有里程碑意義的研究。巴塞羅那基因組調控中心的研究團隊成功創建了首個"人類結構域組"，系統性地分析了563,000個DNA突變如何影響蛋白質功能。這是迄今爲止規模最大的基因突變系統性研究。

基礎知識解讀

爲了理解這項突破的意義，我們需要先了解幾個基本概念：

DNA和蛋白質的關係：DNA就像一本包含20,000個配方的烹飪手冊，每個配方（基因）都告訴細胞如何製造特定的蛋白質，蛋白質是執行人體各項功能的關鍵分子。

基因突變的影響：突變就像配方中的錯別字，有些錯別字會導致"菜品"（蛋白質）完全變味，有些則可能影響不大。

研究突破詳解

研究團隊採用了一個創新的實驗系統：

實驗設計：改造酵母細胞作爲"檢測器"，將人類蛋白質導入酵母細胞，通過觀察酵母生長情況評估蛋白質功能。

關鍵發現：60%的致病突變會影響蛋白質穩定性，不同類型的疾病可能有不同的致病機制。以白內障爲例，72%的相關突變導致晶狀體蛋白結構紊亂，就像清晰的玻璃變成了毛玻璃。

研究團隊的努力歷程

這項研究的主要負責人是32歲的安東尼·貝爾特蘭（Antoni Beltran），和他的導師本萊納（Ben Lehner，英國皇家學會成員）。他們從2021年開始構思這個項目，經過近四年的努力，終於建立起了這個龐大的數據庫。

臨牀應用前景

這項研究爲未來的疾病治療開闢了新的可能：

短期影響：可以幫助醫生更準確理解患者的具體病因，爲藥物研發提供更明確的方向。

中期展望：可以開發針對特定突變類型的靶向藥物，實現更精準的個性化治療。

長期目標：建立完整的人類蛋白質突變圖譜，開發預測突變影響的人工智能工具。

研究侷限性

需要客觀指出，這項研究仍有一些重要限制：

覆蓋範圍：目前僅分析了人類蛋白質的2.5%，只研究了蛋白質的關鍵區域，而非完整蛋白質。

實驗系統：使用酵母細胞可能無法完全模擬人體環境，某些複雜的蛋白質互作可能未被觀察到。

雖然這項突破性研究目前只覆蓋了人類蛋白質的2.5%，但它已經爲我們打開了理解遺傳疾病的新窗口。正如科學家們所言，這就像是我們終於拿到了一本詳細的維修手冊，雖然還沒看完，但已經能幫我們解決很多問題了。

參考文獻：

Beltran, A., Jiang, X., Shen, Y. et al. Site-saturation mutagenesis of 500 human protein domains. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08370-4