寻找健康的“基因敲除人（human “knockouts”，即完全缺失某个基因的人类个体）”有望帮助我们发现一条新的生物治疗手段。
Daniel MacArthur对健康“基因敲除人”的寻找工作源于两个患病的小男孩。2000年，当时大学已经毕业的MacArthur开始在澳大利亚悉尼大学（University of Sydney in Australia）遗传学家Kathryn North的实验室里工作，North的主攻方向是罕见的肌肉疾病。她们实验室刚刚发表了一篇论文，介绍了两个早发型肌肉萎缩（muscular dystrophy）病例（而且这两位小患者还是亲兄弟）可能存在的致病因素。她们怀疑ACTN3基因出了问题，ACTN3基因编码一种快速收缩蛋白，能够为肌肉提供爆发力。
之后North实验室继续对这对小兄弟的父母进行了验证工作，因为按照常理，他们的（正常）父母应该是该致病基因的杂合体携带者，即在他们的父母体内，这一对ACTN3等位基因中应该有一个是正常的，另外一个是变异的，父母双方都将变异的那一个基因遗传给了这对兄弟，所以才让他们俩患病。可是检查结果却让North等人大吃一惊，因为这对父母与他们的孩子一样，体内也都携带了一对变异的ACTN3等位基因，他们的肌肉里也没有找到ACTN3蛋白，可是这对父母却没有问题，非常健康。
最终North团队找到了让这对兄弟患病的基因，不过是另外一个基因。在那个时候，她们也意识到，她们可能获得了一个非常重要、非常有意义的新发现。恰好就在这个节骨眼上加入她们实验室的MacArthur介绍道：“我们当时非常兴奋，我们第一次意识到，有些人体内可能就缺少了某些对于人体健康非常重要的基因，但是他们都非常健康，没什么毛病，他们是健康的基因敲除个体。”
后来发现，那个患儿的家庭并不是特例，North等人发现在全球人口中，大约有16%的人都是ACTN3基因的纯合突变体，即他们体内的两个ACTN3基因都是突变基因，没有正常的ACTN3基因。但是这些人都很健康，没有表现出在临床上能观察到的病理症状和体征。MacArthur在North实验室读研究生期间与其他人合作又发现了另外一个非常有意思的现象，他们发现在澳大利亚人当中，优秀的短跑运动员和跳高运动员体内这种正常ACTN3基因的携带率会更高一些。
不过MacArthur对于那些缺少正常基因，但是同样能够健康生活的人更感兴趣。在科研工作中，科学家们经常会对实验小鼠“做一些手脚”，让这些小鼠体内的某个（些）基因失活，或者彻底给“敲除（knock out）”掉，他们通过这种手段来研究这个（些）基因的功能。但是这种动物实验的结果往往都不能够推及到人体上。从伦理上来说，我们也不能够对人体进行这种基因敲除实验。但是这对患儿的父母给科学家们提供了一个非常好的例子——我们可以在日常生活中去寻找那些天然存在的“基因敲除人”，看看他们和正常基因携带者都有哪些区别。目前在美国马萨诸塞州博大研究院（Broad Institute in Cambridge, Massachusetts）和麻省综合医院（Massachusetts General Hospital ，MGH）工作的MacArthur介绍道：“我一下子就被这些上天赐予的人体‘研究材料’给迷住了。”
这些基因敲除人可以为我们提供很多生物医药方面的贡献。科研人员们一直在寻找致病基因，因为这些基因可以当作药物作用的靶点，在治疗疾病时即可以抑制它们的活性，也可以想办法恢复、代偿它们的活性。随着基因敲除人的出现，我们又多了另外一条思路，我们还可以寻找那些缺失之后对身体健康有益的基因，这样就可以抑制正常人体内与此对应的、“正常的”基因，改善人体的健康状况。比如从事艾滋病研究的科研人员就发现，有些人体内就缺乏一种基因（这种基因编码一种细胞表面蛋白），他们就对HIV病毒具有先天的抵抗力，不会染上艾滋病。这种表面蛋白现在已经成为了一个非常热门的药物作用靶点，为我们开辟了另外一条抗HIV病毒的新途径。最近，制药公司也开始开发一种新型的降脂药物，这也是因为有科研人员发现，在一位妇女体内缺失了一种胆固醇调节基因（cholesterol-regulating gene）。
MacArthur等人曾经在两年前对大量的人类基因组进行过调查，他们发现了大量的基因遗漏现象，平均每一个健康人体内会缺失20个基因。他们实验室以及其他好几个课题组现在正打算对人类基因组中的数千个基因进行一遍彻底的梳理，找到更多的遗漏基因，MacArthur将这项工作称之为“人类基因敲除计划（Human Knockout Project）”。
MacArthur他们认为，也许只有通过这项工作才能够彻底地认识和了解众多人类基因的功能和作用。但是找到缺失的基因还只是整个工作的第一步。在此之后，科研人员们还需要将这些基因与相应的表型（phenotype），比如检测指标或其他的特征给一一对应起来，可是收集这些表型需要花费大量的时间和金钱。美国德克萨斯大学西南医学中心（University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas）的心血管疾病研究专家Helen Hobbs表示，与发现有价值的表型相比，基因组测序工作就是不值一提的小儿科。
模范基因
Hobbs的这番评价完全来自于她多年的科研经验。大约在10年前，Hobbs和她在西南医学中心的同事Jonathan Cohen就想了解，PCSK9基因突变是否能够解释为什么在达拉斯心脏病研究（Dallas Heart Study）工作中发现，某些人的血脂（胆固醇）水平就是会低一些。最近开展的一系列研究证明，PCSK9基因编码的一种酶可能具有调控LDL脂蛋白的作用，而我们都知道LDL脂蛋白是心脏病患病的高危风险因素。
事实证明，Hobbs和Cohen的猜测是正确的。她们甚至找到了一位34岁的妇女，这名妇女就是PCSK9基因完全缺失者，她体内就不存在PCSK9蛋白，所以这名妇女的LDL水平也是被调查人群中最低的，而且她非常健康。因此，有些制药公司敏锐的意识到，抑制PCSK9蛋白的酶活性有望降低血胆固醇水平。
而且在临床实验中也证实了这种想法，PCSK9蛋白抑制剂早期临床实验发现，这类药物的确能够降低血胆固醇水平，而且降低比例高达57%。PCSK9基因也因此成为了一面旗帜，证明了我们人类缺失了某些基因非但不会给健康带来损害，反而会给身体带来某些益处，是一种非常好的药物作用靶点。这种健康基因敲除人的出现表明，很多基因并不一定是必不可少的，抑制这些基因的功能也不会带来有害的副作用。美国博大研究院的人类遗传学家David Altshuler认为，天然基因敲除现象提示我们，可以抑制这些基因和蛋白的功能。
不过在此之前，没有人知道在人类基因组当中有多少个类似PCSK9这样的基因。这也是MacArthur启动他的调查计划的原因。在澳大利亚获得博士学位之后，MacArthur来到英国的桑格研究院（Sanger Institute in the United Kingdom）进行博士后研究工作，他们团队对185名参加了人类遗传学变异（human genetic variation）研究工作的志愿者的基因组进行了审查。最终确定了一些功能缺失型突变（loss-of-function mutations）。由于并非所有的基因突变都会让基因失去功能，而且还有很多DNA突变是测序错误的结果，所以需要进行大量的数据分析工作才能够找出真正的基因敲除者。
辛苦的工作也迎来了丰厚的回报。最终发现，每个人平均都携带了100个左右的功能缺失基因，其中有20个左右属于纯和型缺失基因，即完全的基因敲除者，他们的这一发现在2年前（2012年）发表在了2月17日版的《科学》（Science）杂志上，详见该期杂志第823页报道。英国伦敦大学玛丽皇后学院（Queen Mary, University of London）的人类遗传学家David van Heel表示，很多人都被这个结果（基因缺失的数量）给惊呆了。
很多非常常见的缺失基因都与人体的嗅觉有关，这些基因也许曾经为帮助我们的祖先找到食物立下过汗马功劳，但是对于我们现代人而言却显得没那么重要了。还有一些缺失的基因在基因组内拥有具有类似功能的“亲戚”基因，这表明这些缺失基因还有其它的替补，所以它们也不是必不可少的。
除此之外还有一小部分缺失的基因，它们的作用可不容小觑，这些基因与抵御疾病有关。美国国立卫生研究院（National Institutes of Health, NIH）的院长Francis Collins就在一次会议上指出，MacArthur的研究表明，有一种系统的、全面的办法可以发现其它的“PCSK9”基因。
崇高的目标
并非所有人都认为只应该在健康人群中寻找可敲除基因。Lifton就认为也可以从非正常人群（这些人可能因为缺失了某个基因而致病，或者导致了某种明显的异常）中发现更多的药物作用靶点。Lifton以一种基因为例，这是一种与神经递质（neurotransmittor）合成有关的基因，如果该基因发生纯和型功能缺失突变，携带者就会表现出嗜睡（narcolepsy）的症状。通过对该基因的研究开发出了一种新型的安眠药，目前该药正在等待药物监管部门的审批。另外一个例子就是比较罕见的痛觉缺失患者，这部分人由于缺失了一种编码细胞受体的基因，所以不能感受痛觉。通过对该基因的研究也有望开发出一种新型的镇痛药。
Hobbs和Cohen也认为，对大量健康的，缺少有价值临床信息的正常人进行测序研究可能会一无所获。他们认为自己当年之所以能够发现PCSK9基因等缺失基因就是得益于完善的、多达数年之久的、详细的临床资料。他们发现某个突变之后，就能够立即找到大量相关的医疗信息供他们分析。
由于缺失某个基因之后并不一定会带来直接的后果，所以能够拥有详细的医疗资料就显得尤为重要。据Hobbs介绍，缺失了某个基因也许对某些人毫无影响，也许只会等我们老了之后才会显现出缺失的效应，甚至可能只有在我们吃下了某种食物，或者患上某种疾病之后才会显现出缺失的效应。
MacArthur也接受了这样的意见，他决定在他的人类基因敲除数据库中同时收录健康人和患者的数据，而且要尽可能收集到最详尽的临床资料。除了收集已经发表的，因为功能缺失基因致病的相关信息之外，MacArthur的团队还在新建一个最新的缺失基因列表，他们为此对博大研究院和其他研究中心研究过的8万名患者和健康人的测序数据进行了梳理。MacArthur希望他自己以及来自英国、芬兰、沙特阿拉伯等世界各地的科研人员最终能够将大家的基因数据和临床数据汇集到一起，形成一个完善的数据库。
MacArthur也承认，这个计划是一个雄心勃勃的计划，所以还需要更多遗传研究同行们的积极参与，他说道：“现在才只是个开始。”
在所有质疑的声音当中，几乎没人对人类基因敲除计划的重大意义表示过不同的意见。Hobbs和Cohen在一封电子邮件里强调道：“我们认为，工作的关键就是建立一个出色的、集中的数据库，里面收录了每一种基因敲除之后对应的表型信息。” Lifton也补充道：“显而易见，这是一定要完成的一项工作。”