*的基因组

对功能基因组学来说，改变游戏规则的时刻总是反映了用于在整体规模上研究新的表现型的、强大的新试剂或方法的发展和应用。三项独立的研究描述了用系统的、基因组规模的方法来确定生存*的人类基因，它们合起来组成了必需基因集合。Blomen等人和Wang等人分别报道了一致的、包含约2000个基因的、人类细胞生存*的基因集合。另外，Hart等人也得到了相似的实验结果。这是我们*次确实地知道人类细胞分裂所需的、必需基因的核心集合。这项结果开启了研究必需基因的功能、基因的重要性如何依赖于遗传和组织环境、以及必需基因如何演化等问题的大门。

酵母是一种为功能基因组学提供了可靠的实验平台的模式生物。从科学家*次描述了酵母的核心基因组集合开始，他们就预言将会确定人类细胞必需基因的核心集合。在酵母中，确定必需基因的集合是相对直接的，因为酵母的基因组非常紧凑，并且能够地完成基因重组，这使得在其正常染色体环境中的的基因缺失成为可能。

酵母的基因缺失能够在二倍体细胞中进行，然后引导二倍体细胞进行减数分裂，产生只含有敲删基因的单倍体细胞。如果一种突变的单倍体细胞株在遗传操作之后无法生长，则证明这个突变基因是对细胞分裂非常重要的基因。这种缺失突变在基因组规模的应用揭示了在标准生长环境下对酵母基因组约6000个基因中对其生存至关重要的1000个左右基因。酵母的核心基因编码了驱动如转录、翻译、DNA复制、细胞周期控制和基础代谢等基本细胞功能的蛋白。而且，酵母的必需基因有几个能够反映在细胞生命中重要功能的属性。例如，它们都是保守和进化受限的，高度表达的，编码大量倾向于形成稳定的复合物、有丰富的蛋白-蛋白相互作用的蛋白质。

如今，人类细胞的必需基因的情况能够利用在酵母中建立的概念框架进行研究。Blomen等人考察了两个细胞系中的必需基因：接近单倍体的、慢性粒细胞白血病（chronic myelogenous leukemia, CML）细胞系KBM7以及它的非造血细胞衍生物、所有染色体皆为单倍体的细胞系HAP1。这些单倍体细胞系能够用以基因陷阱插入突变（gene-trap insertional mutagenesis）的方法来确定必需基因。Wang等人也用基因陷阱的方法研究了KBM7细胞，但他们进一步利用基于成簇的、规律间隔的短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR）的基因编辑技术。这种技术能够在二倍体细胞中直接探究必需基因。他们研究了另一种CML细胞系K562，以及两种伯基特淋巴瘤细胞系Raji和Jiyoye。类似的，Hart等人利用CRISPR-Cas9基因编辑技术来探索必需基因，但他们是在一系列多样化的粘连细胞系中完成的，例如结肠癌细胞系、宫颈癌细胞系、病人体内获取的原代胶质母细胞和永生的视网膜上皮细胞。三个研究组都发现人类的必需基因是高度保守的，而且与酵母相似，它们编码了大量参与蛋白-蛋白相互作用的蛋白质。人类细胞必需基因的核心集合还倾向于存在副本、表现出更强的演化限制的特征：它们演化缓慢、涉及极少量的缺失性单核苷酸多态性位点。虽然许多必需基因都涉及基础生物学过程，包括转录、翻译和DNA复制，但一些重要片段的功能仍然不确定。事实上，每项研究都优先处理大量的功能未知、有待探究的基因。