将人类基因与其功能一一对应
日期：2022-06-13 14:53:47 / 人气：342
◎本报记者 张梦然人类基因组方案完成20多年后，美国怀特黑德研讨所乔纳森·韦斯曼及其同事展现了在人类细胞中表达基因的第一份综合功用图谱。6月9日在线宣布于《细胞》杂志上的项目数据，将每个基因与其在细胞中的功用联络起来，这是多年来基于单细胞测序办法Perturb-seq的严重协作研讨效果。数据可在韦斯曼实验室网站上取得，供其他迷信家运用。兼任麻省理工学院生物学教授和霍华德休斯医学研讨所研讨员的韦斯曼说：“有了这张基因型—表型关系图谱，你可以进入并挑选数据库而无需停止任何实验。”该图谱使研讨人员能深化研讨各种生物学成绩。研讨人员可用它来探究功用未知的基因对细胞的影响，研讨线粒体对压力的反响，并挑选招致染色体丧失或取得的基因，这种表型在过来被证明是难以研讨的。借助CRISPR构建图谱该项目应用的Perturb-seq办法，能以史无前例的深度跟踪基因翻开或封闭时发生的影响。Perturb-seq办法运用CRISPR/Cas9技术将基因变化引入细胞，然后运用单细胞RNA测序来捕捉变化惹起的表达RNA信息。由于RNA控制细胞行爲的一切方面，这种办法可协助解码遗传变化的许多细胞效应。在这项新效果中，研讨人员将该办法扩展到整个基因组。他们运用人类血液癌细胞系以及来自视网膜的非癌细胞，对超越250万个细胞停止了Perturb-seq测序，并运用这些数据构建了一个将基因型与表型联络起来的综合图谱。发掘未知功用完成挑选后，研讨人员决议运用他们的新数据集来反省一些生物学成绩。最分明的使用是首先研讨具有未知功用的基因。由于新测序读出了许多已知基因的表型，研讨人员可运用这些数据将未知基因与已知基因停止比拟，并寻觅类似的转录后果，这能够标明基因产物会作爲更大复合体的一局部协同打工。一个名爲C7orf26的基因的渐变尤爲突出。研讨人员留意到，去除招致类似表型的基因是称爲整合子的蛋白质复合体的一局部，该复合物在发生小核RNA中发扬作用。整合子复合体由许多较小的亚基组成，之前的研讨标明有14种独自的蛋白质，研讨人员此次证明C7orf26是复合体的第15个组成局部。他们还发现15个子单元在更小的模块中协同打工，以在整合子复合体中执行特定功用。挑选正确别离DNA的因子Perturb-seq的另一个益处是，由于该剖析侧重于单细胞，研讨人员可运用这些数据来检查更复杂的表型，这些表型在与来自其他细胞的数据一同研讨时通常会变得混乱。研讨人员发现，招致细胞间不同后果的基因子集是染色体别离的缘由。这种别离会招致细胞丧失一条染色体或取得一条额定的染色体，这种状况称爲非整倍性。韦斯曼表示：“你无法预测得到这个基因的转录反响是什麼，由于它取决于你取得或得到的染色体的主要效应。我们认识到，这个场面其实是可以改变的，发明这种复合表型，寻觅取得或丧失的染色体特征。经过这种方式，我们对正确别离DNA所需的因子停止了第一次全基因组挑选。”仍有悬而未决的成绩研讨人员还运用数据集研讨了线粒体如何应对压力。从自在生活的细菌退化而来的线粒体在其基因组中携带13个基因。在核DNA中，大约1000个基因与线粒体功用有关。研讨人员发现，当他们扰乱不同的线粒体相关基因时，核基因组对许多不同的基因变化的反响类似。但是，线粒体基因组反响的可变性要大得多。为何线粒体依然有本人的DNA？这仍是一个悬而未决的成绩。新研讨的一个重要结论是，拥有独自的线粒体基因组的益处之一，能够是针对不同的压力源要停止部分或十分特定的基因调控。假如有一个线粒体被毁坏，而另一个线粒体以不同的方式被毁坏，那麼这些线粒体能够会作出不同的反响。将来，研讨人员希望将Perturb-seq用于研讨癌细胞系之外的不同类型的细胞。免责声明：本文来自腾讯旧事客户端创作者，不代表腾讯网的观念和立场。作者：杏耀娱乐注册登录官网
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