基因調(diào)控拼圖
來自瑞典卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院的研究人員取得了基因調(diào)控研究的突破性進展——他們識別出了結(jié)合在調(diào)控基因表達的400多個蛋白上的DNA序列,這將有助于解析為什么不同的個體,其基因組對疾病患病風(fēng)險的影響不同。
2000年,科學(xué)家們完成了人類基因組測序,希望能將這整個人類DNA序列信息,迅速轉(zhuǎn)換到臨床應(yīng)用上來,比如新型藥物,和能判斷有患病風(fēng)險的個體的預(yù)測工具。
然而結(jié)果卻證明這實際上比預(yù)期的更難以實現(xiàn),其中的一個原因就在于基因組中只有%的序列用于編碼蛋白,其余的大部分都用于了調(diào)控這些蛋白在不同的細胞和組織中如何表達。而科學(xué)家們又不清楚哪些DNA序列能結(jié)合一些特異性蛋白,也就是轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)控基因表達,因此阻擋了臨床應(yīng)用前進的步伐。
“基因組就像是一本用外文撰寫的書,我們知道每個字母,卻不理解為什么人類基因組造就出的是人,而小鼠基因組生成的是小鼠,”領(lǐng)導(dǎo)這一研究的Jussi Taipale教授表示,“為什么某些人患上常見疾病的風(fēng)險更高,比如心臟病或癌癥,也一直是一個迷。”
人類基因組編碼約000個轉(zhuǎn)錄因子,這些作用因子能特異性結(jié)合短序列DNA上,調(diào)控其它蛋白的表達。在這篇文章中,研究人員發(fā)現(xiàn)了結(jié)合在超過400個這樣蛋白上的DNA序列,這些轉(zhuǎn)錄因子占據(jù)了所有人類轉(zhuǎn)錄因子大約一半的份額。研究人員采用了一種新方法生成數(shù)據(jù),這種方法通過新型DNA測序儀,生成了數(shù)以百萬的序列,其結(jié)果也非常和可靠。
此外,研究人員還將人類轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合特異性,與小鼠轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合特點進行了比對,結(jié)果令研究人員感到驚訝的是,沒有發(fā)現(xiàn)任何差別。
研究人員認(rèn)為,這些結(jié)果表明人類和小鼠的基因表達基本機器十分相似,轉(zhuǎn)錄因子的差別并不會引起其大小和形狀上的變化,而是由這些結(jié)合其上的特異性序列的存在或缺失,造成差別。
“總的來說,這項研究取得了基因表達調(diào)控研究的突破性進展,朝著解碼基因表達密碼邁進了一大步,也為的科學(xué)家們進一步了解整個人類基因組的功能,提供了非常寶貴的資源”,Taipale教授說,“這項成果提高了我們理解基因組的能力,也有助于將基因組信息應(yīng)用到臨床上去。”