14日《Nature》封面：ENCODE项目试点阶段完美收关

ENCODE项目即所谓的揇NA元素百科全书?#39033;目，其中ENCODE所代表的是揈NCyclopedia Of DNA Elements?#12290;ENCODE课题组已经完成了该项目的?#21407;理证明?#35797;点阶段的工作，即对人类基因组中1%目标区域中的功能元素进行分析的工作。发表在本期Nature上的分析结果表明，人类基因组中的大多数碱基对存在于初级转录版本中，包括非蛋白编码转录版本和重叠的版本。对转录调控所做的分析，使我们对转录起始点有了新的了解，对染色质的结构也有了更成熟的认识。将这些数据整合起来，尤其是就哺乳动物演化而言，可以为我们提供关于DNA蓝图中所编码的信息是怎样被转化成活细胞中的功能系统的新线索。

　　

生物通报道：ENCODE项目即所谓的“DNA元素百科全书”项目，其中ENCODE所代表的是“ENCyclopedia Of DNA Elements”。该项目旨在识别人类基因组中所有功能元素。现在人类基因组序列已经确定，所以下一个挑战是弄清细胞实际上是怎样将其作为一本“说明书”来使用的。ENCODE课题组已经完成了该项目的“原理证明”试点阶段的工作，即对人类基因组中1%目标区域中的功能元素进行分析的工作。发表在本期Nature上的分析结果表明，人类基因组中的大多数碱基对存在于初级转录版本中，包括非蛋白编码转录版本和重叠的版本。对转录调控所做的分析，使我们对转录起始点有了新的了解，对染色质的结构也有了更成熟的认识。将这些数据整合起来，尤其是就哺乳动物演化而言，可以为我们提供关于DNA蓝图中所编码的信息是怎样被转化成活细胞中的功能系统的新线索。

6月版《Genome Research》用25篇研究论文着重宣传ENCODE计划，完整研究结果刊登于6月14日网络版《Nature》杂志。以下是部分研究结果：

1 Alexandre Reymond博士与其同事进行了一系列实验，对ENCODE项目中所有399个蛋白编码基因进行了评注（annotate），结果发现有一半以上的基因，其转录本含有这些基因已知边界以外的序列。有趣的是，这些与其它基因重叠的转录序列与编码序列的主要部分相隔很远，跨越了很长的基因组片段。

Reymond博士说，这些发现改变了我们目前对蛋白编码基因的结构和调控的认识，而且一些目前认为位于编码区的序列多态现象可能与特定疾病有关。

联系方式：
Alexandre Reymond, Ph.D.
University of Lausanne, Switzerland
[e-mail]
[phone]

参考：
Denoeud F. et al. 2007. Prominent use of 5?transcription start sites and discovery of a large number of additional exons in ENCODE regions. Genome Res. 17: 746-759. (doi:10.1101/gr.5660607)
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2 Zhiping Weng 和Richard Myers率领的研究小组重点研究启动子。他们综合利用计算和实验手段，推测人类基因组中的启动子至少比现在所发现的多35％。有趣的是最新证实的启动子中，将近1/4位于已知转录本的反义链，大部分位于末端外显子（terminal exons）。Weng 和Myers等推测，这些启动子可能调控发生在与蛋白编码基因反方向的转录。

这些新发现的启动子是已知基因的替换转录起始位点还是意味着存在其它迄今未知的基因？这些有待深入研究。

联系方式：
Zhiping Weng, Ph.D.
Boston University
[e-mail]
[phone]

Richard M. Myers, Ph.D.
Stanford University School of Medicine
[phone]
参考：
Trinklein, N.D. et al. 2007. Integrated analysis of experimental datasets reveals many novel promoters in 1% of the human genome. Genome Res. 17: 720-731. (doi:10.1101/gr.5716607)
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3 Elliott Margulies与其同事对23种哺乳动物的ENCODE区域进行测序、比对，寻找进化保守区域（换句话说，是进化过程中改变很小的序列），利用4种方法比对序列，利用三种运算法则评估保守性。不同方法的比对结果，以及从23种哺乳动物得到的最新基因组数据，为基因组研究领域提供了重要资源。

Margulies等还根据ENCODE实验注释（experimental annotations）确定了有重叠部分的进化保守区域。Margulies说保守性的标志大多出现在蛋白编码区域，其它区域的环境更复杂。

但奇怪的是许多实验注释没有哺乳动物序列保守性的证据。研究人员的?shy;稿为这种低相关性提出了几种可能，最有趣的是一种可能是进化保守区域比预期的要少。
联系方式：
Elliott H. Margulies, Ph.D.
National Human Genome Research Institute (NHGRI)
[e-mail]
[phone]

参考：
Margulies, E.H. et al. 2007. Analyses of deep mammalian sequence alignments and constraint predictions for 1% of the human genome. Genome Res. 17: 760-774. (doi:10.1101/gr.6034307)
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4 通过整合ENCODE实验数据，John Stamatoyannopoulos博士与其同事发明了一种鉴别基因组活性区或抑制区的计算方式，发现活性区对比抑制区的方式在细胞中更保守，可能是人类基因组结构的普遍特征。

Stamatoyannopoulos说，四十几年来我们一直认为人类染色体的功能区是不连续的，或者促进基因活性或者抑制基因活性，ENCODE数据帮助我们以更高的分辨率系统性评估这些概念。

研究中使用的新方法简化了将大量遗传数据进行整合的工作，为将来研究基因组范围分析实验提供一臂之力。

联系方式：
John A. Stamatoyannopoulos, M.D.
Depts. of Genome Sciences and Medicine
University of Washington, Seattle
[e-mail]
[phone]

参考：
Thurman, R.E. et al. 2007. Identification of higher-order functional domains in the human ENCODE regions. Genome Res. 17: 917-927. (doi:10.1101/gr.6081407)
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5 ENCODE计划获得了大量的关于转录活跃区域（transcriptionally active regions ，TARs）的数据。由于TARs难以掌握，Mark Gerstein博士与其同事建立了分类、存储、操作和观察TARs的网络资源--Database of Active Regions and Tools (DART； dart.gersteinlab.org)。

利用DART 分类系统，Gerstein等依据表达特征、序列组成、与其它有机体来源的相似序列的相关性以及基因组位点，对6988个未注释的TARs进行分类。新发现的TARs中，大约20％的来自于之前未鉴定的潜在基因，另外还发现许多与已知基因有关的TARs有形成次级结构的潜力。

联系方式：
Mark Gerstein, Ph.D.
Yale University
[e-mail]
[phone]

Joel Rozowsky, Ph.D.
Yale University
[e-mail]
[phone]

参考：
Rozowsky, J. et al. 2007. The DART classification of unannotated transcription within the ENCODE regions: associating transcription with known and novel loci. Genome Res. 17: 732-745. (doi:10.1101/gr.5696007)（生物通 小粥）