解谜隐藏基因组的新技术:未知的DNA序列可能对人类健康至关重要

【字体: 时间:2022年09月14日 来源:Molecular Cell

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  科学家们开发了一种新技术来揭示隐藏的人类基因组。

  


大量的短核糖核酸编码微蛋白和多肽的序列已经被确定,为疾病研究和药物开发提供了新的机会。

杜克大学-新加坡国立大学医学院的研究人员和他们的合作者在人类基因组中发现了数千个以前未知的DNA序列,这些序列编码对人类健康和疾病至关重要的微蛋白和多肽。

计算生物学家Sonia Chothani博士解释说:“我们对已知的2%编码蛋白质的基因组的大部分理解来自于寻找蛋白质编码核苷酸序列的长链,或长开放阅读框。”Sonia Chothani博士是杜克-新加坡国立大学心血管和代谢疾病(CVMD)项目的研究员,也是该研究的第一作者。“然而,最近科学家们发现了小型开放阅读框(smORFs),它也可以从RNA翻译成小肽,在DNA修复、肌肉形成和遗传调节中发挥作用。”

科学家们一直在寻找smORFs及其编码的小肽,因为smORF的破坏会导致疾病。然而,目前可用的技术相当有限。

Chothani博士补充说:“目前的很多数据集并没有提供足够详细的信息来识别RNA中的smORFs。大多数研究成果也来自对人类永生细胞的分析,这些细胞有时会繁殖几十年,用于研究细胞生理学、功能和疾病。然而,这些细胞系并不总是准确代表人类生理。”

Chothani和她来自新加坡、德国、英国和澳大利亚的同事在最近发表在《分子细胞》杂志上的一项研究中提出了一种解决这些挑战的方法。他们搜索了现有的核糖体分析数据集,寻找具有周期性的三碱基片段的RNA短链,这些片段覆盖了RNA长度的60%以上。然后,他们进行了自己的RNA测序和核糖体分析,建立了一个由来自数百名患者的6种细胞和5种组织组成的联合数据集。

对这些数据的分析发现了近8000个smORFs。有趣的是,它们对被发现的组织具有高度特异性,这意味着这些smORFs可能执行特定于它们所处环境的功能。研究小组还发现了603种由这些smORFs编码的微蛋白。

基因组中到处都是smORFs,全面的、空间解析的人类smORFs地图突出了基因组中被忽视的功能成分,确定了健康和疾病领域的新参与者,并为科学界提供了一个资源平台,以加速发现。

杜克大学-新加坡国立大学研究高级副院长Patrick Casey教授说:“随着医疗系统的发展,不仅可以治疗疾病,还可以预防疾病,确定疾病研究和药物开发的潜在新靶点可以为新的解决方案开辟道路。Chothani博士和她的团队的这项研究作为科学界的资源发表,为该领域带来了重要的见解。”

                


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