遺傳學家Thijn Brummelkamp在被問及為什麼他能成功地找到其他人所遺漏的蛋白質和基因時回答說道：“我是一個專業的pin-in-a-haystack尋找者，儘管有些人在長達四十年的時間裡一直無法找到。”據悉，他在荷蘭癌症研究所的研究小組再次發現了這些“神秘基因”中的一個–保證蛋白質肌動蛋白（我們細胞骨架的一個關鍵組成部分）最終形式產生的基因。這些發現最近發表在《科學》上。

肌動蛋白是細胞中最常見的分子之一，也是細胞骨架的一個關鍵組成部分，這就是為什麼細胞生物學家對它特別感興趣。在我們的一生中，我們產生了超100公斤的肌動蛋白。它大量存在於所有類型的細胞中並具有多種功能，包括賦予細胞結構並使其更加堅固、在細胞分裂中發揮關鍵作用、推動細胞前進並賦予我們的肌肉力量。肌動蛋白有缺陷的人往往有肌肉疾病。人們對肌動蛋白的功能有很多了解，但這種重要蛋白質的最終版本是如何產生的以及由哪個基因負責？

Brummelkamp說道：“我們不知道，”他的任務是找出我們基因的功能。

Brummelkamp在他的職業生涯中為此開發了許多獨特的方法，這使他能在二十年前成為第一個大規模滅活基因的人體細胞的遺傳學研究。自2009年以來，Brummelkamp和他的團隊一直在使用單倍體細胞–每個基因只包含一個副本的細胞，而不是兩個（一個來自父親，一個來自母親）。雖然這種兩個基因的組合構成了我們整個存在的基礎，但在進行遺傳學實驗時，它也會產生不必要的噪音，因為突變通常只發生在一個版本的基因中而不是另一個。

與其他研究人員一起，Brummelkamp使用這種多用途的方法來尋找特定條件的遺傳原因。他已經展示了埃博拉病毒和其他一些病毒及某些形式的化療是如何設法進入細胞的。他還研究了為什麼癌細胞對某些類型的治療有抵抗力，另外還發現了一種在癌細胞中發現的、對免疫系統起制動作用的蛋白質。這一次，他去尋找一種使肌動蛋白成熟的基因–並因此而使細胞的骨架成熟。

在一種蛋白質完全“完成”之前並且能夠在細胞中完全發揮其功能，它通常必須先被剝離一種特定的氨基酸。然後用一把分子剪刀將這種氨基酸從蛋白質上剪下來。這也是發生在肌動蛋白身上的情況。人們知道相關的氨基酸是在肌動蛋白的哪一側被切斷的。然而沒有人設法找到在這個過程中充當剪刀的酶。

Brummelkamp小組的博士後Peter Haahr進行了以下實驗：首先，他在隨機單倍體細胞中造成隨機突變（錯誤）。然後，他通過在細胞中加入一種熒光標記的抗體選擇含有不成熟肌動蛋白的細胞，該抗體正好適合於氨基酸被切斷的位置。作為第三步，也是最後一步，他調查了這一過程後哪個基因發生突變。

然後是“我發現了”時刻：Haahr已經追踪到了從肌動蛋白上剪下必需氨基酸的分子剪刀。這些剪刀原來是由一個具有以前未知功能的基因控制的；沒有一個研究人員曾與之合作。這意味著研究人員能夠自己為該基因命名，他們確定了ACTMAP（ACTin MAturation Protease）。

為了測試ACTMAP的缺乏是否會導致生物體的問題，他們關閉了小鼠的基因。他們觀察到，這些小鼠的細胞骨架中的肌動蛋白仍未完成。他們驚訝地發現，這些小鼠確實保持了生命力，但卻遭受了肌肉無力。研究人員跟阿姆斯特丹大學的科學家一起進行了這項研究。

ACTMAP並不是Brummelkamp發現的第一個在我們細胞骨架功能中起作用的神秘基因。通過使用同樣的方法，他的小組近年來已經能夠檢測到三個未知的分子剪刀，它們從細胞骨架的另一個主要組成部分–管蛋白上剪下一個氨基酸。這些剪刀允許管蛋白在細胞內正常發揮其動態功能。最後一把剪刀(MATCAP)被發現並在今年的《科學》上描述。通過早期對細胞骨架的研究，Brummelkamp成功到達了肌動蛋白。

“不幸的是，我們關於肌動蛋白的新發現並沒有告訴我們如何治療某些肌肉疾病，”Thijn Brummelkamp說道，“但是我們已經提供了關於細胞骨架的新的基本知識，這些知識以後可能對其他人有用。”此外，Brummelkamp的任務是有朝一日能繪製出我們所有23000個基因的功能圖，他可以從他的巨大清單上勾出另一個新基因。畢竟，我們不知道我們一半的基因是做什麼的，這意味著我們無法在出錯時進行干預。