每日經(jīng)濟(jì)新聞 2023-11-28 08:12:28
每經(jīng)編輯 杜宇
據(jù)科技日?qǐng)?bào)11月28日消息,美國西北大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的重復(fù)基因簇序列,該序列僅在人類和非人靈長類動(dòng)物中表達(dá)。這是第一個(gè)在人類基因組中重復(fù)出現(xiàn)的、具有靈長類獨(dú)有特性的延長因子。該發(fā)現(xiàn)是人類基因組生物學(xué)的一項(xiàng)突破,對(duì)未來在轉(zhuǎn)錄調(diào)控、人類進(jìn)化和重復(fù)DNA序列方面的研究具有廣泛意義。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在最新一期《科學(xué)進(jìn)展》上。
圖片來源:科技日?qǐng)?bào)
當(dāng)前研究中,在對(duì)人類細(xì)胞系中的一種抗癌化合物進(jìn)行表征時(shí),研究團(tuán)隊(duì)偶然發(fā)現(xiàn)了一組以前未被表征的編碼ELOA3蛋白的基因。該蛋白與延伸蛋白A(ELOA)蛋白關(guān)系密切,此前人們已經(jīng)研究了ELOA蛋白在調(diào)節(jié)RNA聚合酶Ⅱ(RNAPⅡ)轉(zhuǎn)錄中的作用,RNAPⅡ是基因表達(dá)的必需過程。
研究人員表示,一般來說,單個(gè)人類蛋白質(zhì)由單一基因編碼,密切相關(guān)的蛋白質(zhì)可能由位于不同染色體位置的不同基因編碼。然而,就ELOA3而言,位于同一基因位點(diǎn)的多個(gè)基因編碼相同的蛋白質(zhì)這一特征,使其成為一個(gè)有趣的研究對(duì)象。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),ELOA3基因簇是人類和非人靈長類動(dòng)物獨(dú)有的,ELOA3基因重復(fù)數(shù)因個(gè)體和靈長類物種而異。這些觀察結(jié)果表明,ELOA3基因簇在研究的靈長類物種中經(jīng)歷了協(xié)同進(jìn)化和基因同質(zhì)化。
利用蛋白質(zhì)生物化學(xué)技術(shù),研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)ELOA3與ELOA蛋白形成了一種不同的蛋白質(zhì)復(fù)合體,通過獨(dú)特的生化機(jī)制調(diào)節(jié)RNAPⅡ轉(zhuǎn)錄。
研究人員表示,ELOA3作為一種新型靈長類動(dòng)物特有的RNAPⅡ延長因子,其發(fā)現(xiàn)不僅增強(qiáng)了人們對(duì)人類基因組生物學(xué)的理解,也為癌癥靶向藥物設(shè)計(jì)打開了一扇窗。ELOA3重復(fù)簇的動(dòng)態(tài)性質(zhì)可能反映了它在調(diào)節(jié)個(gè)體之間基因表達(dá)可變性方面的獨(dú)特作用。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2022年3月31日,《科學(xué)》雜志連續(xù)發(fā)6篇論文報(bào)告,公布了由國際科學(xué)團(tuán)隊(duì)“端粒到端粒”(T2T)聯(lián)盟研究出的首個(gè)完整無間隙人類基因組序列,填補(bǔ)了近20年來缺失的“拼圖”碎片。
圖片來源:《科學(xué)》雜志官網(wǎng)
人類基因組計(jì)劃被譽(yù)為生命科學(xué)的 “登月計(jì)劃”。1990年,人類基因組計(jì)劃由美國能源部和NIH投資,預(yù)期在15年內(nèi)完成。2001年2月12日,由6國科學(xué)家共同參與的國際人類基因組計(jì)劃首次公布人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果。2003年,研究人員公布了當(dāng)時(shí)被稱為完整的人類基因組序列,但其中有大約8%尚未完全破譯,主要是因?yàn)樗母叨戎貜?fù)的DNA片段難以與其他部分嚙合。
研究人員表示,這部分“空白”間隙很難被測序,這主要是因?yàn)樗筛叨戎貜?fù)的DNA“磚塊”構(gòu)成,“就像是拿著好幾塊相同的拼圖碎片一樣,很難把它和其他的碎片拼在一起。”
而 “端粒到端粒”聯(lián)盟此次發(fā)表的新研究成果則是填補(bǔ)了這部分的空白。研究人員通過新的納米機(jī)器設(shè)備與核心技術(shù),得到了被稱為T2T-CHM13的無間隙版本參考序列,這基因組由30.55億個(gè)堿基對(duì)和19969個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因組成。
這是史上第一個(gè)完整的、無間隙的人類基因組序列,它首次揭示了高度相同的節(jié)段重復(fù)基因組區(qū)域及其在人類基因組中的變異。
美國國家人類基因組研究所的高級(jí)研究員亞當(dāng)菲利普博士表示,“獲得完整的人類基因組序列就像換上了一副新眼鏡,當(dāng)我們對(duì)某人的基因組進(jìn)行測序時(shí),我們將能識(shí)別所有的DNA變體,并利用這些信息更好地指導(dǎo)醫(yī)療保健工作。”
每日經(jīng)濟(jì)新聞綜合科技日?qǐng)?bào)、《科學(xué)》雜志官網(wǎng)、每日經(jīng)濟(jì)新聞(記者 張凌霄 )
封面圖片來源:每經(jīng)記者 張建 攝
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