什么是环境基因组学

什么是环境基因组学

大多数学者认为,环境基因组学（environmental genomics）的概念与毒理基因组学（toxicogenomics）密切相关.自从1999年Nuwaysir等首次提出毒理基因组学概念至今,在短短的八年的时间里这一概念不断地发展和完善着.目前人们普遍采纳的定义有两种,一种是美国国家毒理学规划机构给出的定义：毒物基因组学是研究外来化学物对基因活性和基因产物的影响及相互作用的科学；另一种是由世界卫生组织给出的定义,认为毒物基因组学是一门与遗传学、基因组水平上RNA表达(转录组学) 、细胞和组织范围的蛋白表达(蛋白质组学)、代谢谱(代谢组学) 、生物信息学和常规毒理学结合,以阐明化学物作用模式和基因－环境相互作用的潜在意义的科学.1998年4月4日,美国国会顾问环境卫生科学委员会正式投资专项基金进行环境基因组计划研究,其目的是专门研究与环境相关疾病的遗传易感性,寻找对化学损伤易感的基因,鉴定对环境发生反应基因中有重要功能的多态性,并确定它们在环境暴露引起疾病的危险度方面的差异；在疾病流行病学中研究基因与环境的相互作用,从而改善遗传分析技术,优化研究设计,建立样品资源库,把公用的多态性应用于社会、法律和伦理学.2001年,Miller提出环境基因组（Environmental Genomics）是在人类基因组（HGP）基础上发展起来的后基因组时代功能基因组研究的重要内容之一,它是建立在对疾病病因的认识基础上,深入谈讨环境胁迫－基因、基因－基因间交互作用.其目标是研究环境胁迫对机体遗传变异的过程和机理,包括发掘环境应激应答基因的多态性,探究这些多态性基因的功能及其与患病风险的关系.环境基因组计划拟分析的候选基因中大约有100 个左右的代谢及解毒基因,它们调控细胞色素P450 、N-乙酰化酶 (NAT) 、谷胱甘肽-S -转移酶、葡萄醛酸转移酶、磺基转移酶、甲基转移酶、金属硫蛋白酶、二乙基对硝基苯磷酸酯酶等；大约有50 个DNA 修复基因及50个毒物受体基因.DNA 修复基因可纠正DNA 匹配、核酸切除、碱基切除及重组过程中发生的错误.毒物受体基因包括那些可改变毒物反应的基因,如芳烃受体、雌激素受体、孕激素受体等基因；大约有25个基因涉及到营养介质或营养代谢；另约有25 个基因涉及到雌激素、孕激素及睾丸激素合成的类固醇的代谢.尽管环境污染物致毒机理以及毒性评价是环境基因组学研究的一个重要领域,但是它还应包括污染控制、生物修复与环境污染预警方面的研究与应用.因此有学者提出环境基因组学指利用基因组研究改良和培育能改善生态环境的微生物、动植物新品种,或者是利用基因组技术如DNA芯片、生物传感等进行环境检测.综上所述,环境基因组学不仅包含环境毒理基因组学的研究,还应包括在基因组水平上筛选鉴定降解污染物的功能基因及其菌株、利用DNA芯片等基因组技术检测环境污染和有害基因漂移以及生物修复与环境污染预警健康风险评价方面的研究