圣裘德兒童研究醫(yī)院的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種集成的高通量系統(tǒng)，以更好地理解并可能操縱基因表達(dá)來(lái)治療鐮狀細(xì)胞病和β地中海貧血等疾病。該研究今天發(fā)表在《自然遺傳學(xué)》雜志上。
研究人員使用該系統(tǒng)識(shí)別了數(shù)十種DNA調(diào)控元件，這些調(diào)控元件共同起作用以協(xié)調(diào)從胎兒到成人血紅蛋白表達(dá)的轉(zhuǎn)換。該方法還可用于研究涉及基因調(diào)控的其他疾病。
調(diào)控元件，也稱為遺傳開關(guān)，散布在整個(gè)DNA的非編碼區(qū)域。這些區(qū)域不編碼基因，約占基因組的98%。這些元素有各種各樣的名稱-增強(qiáng)子，阻遏物，絕緣子等-但它們調(diào)控的特定基因，調(diào)控元件如何共同起作用以及對(duì)其他問(wèn)題的答案尚不清楚。
圣裘德血液與計(jì)算生物學(xué)系的通訊作者雍成博士說(shuō)：“沒有高通量系統(tǒng)，識(shí)別關(guān)鍵的調(diào)控元件通常非常緩慢。”Mitchell Weiss醫(yī)學(xué)博士，血液學(xué)系主任，是共同通訊作者。
“例如，盡管進(jìn)行了數(shù)十年的研究，但已經(jīng)鑒定出不到一半的調(diào)節(jié)元件和引起胎兒血紅蛋白水平的相關(guān)遺傳變異，” Cheng說(shuō)。
精確編輯提供了有關(guān)基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵細(xì)節(jié)
新系統(tǒng)將生物信息學(xué)預(yù)測(cè)算法和腺嘌呤堿基編輯工具與測(cè)試結(jié)合在一起，以測(cè)試堿基基因編輯如何影響基因表達(dá)。與傳統(tǒng)的基因編輯工具(如CRISPR / Cas9)相比，堿基編輯的工作效率更高，它可以高效地更改四字母DNA字母表中的單個(gè)字母，而不會(huì)產(chǎn)生較大的插入或缺失。
研究人員使用基本編輯器ABEmax在307種調(diào)節(jié)元件中進(jìn)行了10156項(xiàng)具體編輯，這些編輯元素預(yù)計(jì)會(huì)影響胎兒血紅蛋白的表達(dá)。該表達(dá)可以改變血紅蛋白疾病例如鐮狀細(xì)胞病的嚴(yán)重性。編輯將DNA堿基腺嘌呤和胸腺嘧啶改變?yōu)轼B嘌呤和胞嘧啶。該研究集中在基因BCL11A，MYB-HBS1L，KLF1和β樣球蛋白基因的調(diào)控元件上。
標(biāo)簽： DNA
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