布法羅大學(xué)研究人員的新發(fā)現(xiàn)表明，RNA 編輯在人類生物學(xué)和人類疾病發(fā)展中發(fā)揮的作用可能比人們普遍理解的更大。
在 5 月 4 日發(fā)表在《通訊生物學(xué)》上的一篇文章中，該研究的作者得出結(jié)論，這項(xiàng)研究為更細(xì)致地了解分子生物學(xué)的工作原理提供了證據(jù)，特別是在蛋白質(zhì)和基因如何應(yīng)對(duì)環(huán)境挑戰(zhàn)方面。
RNA 編輯位點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄基因中單核苷酸多態(tài)性(SNP)(人類最常見(jiàn)的遺傳變異類型)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致不同蛋白質(zhì)的編碼。這些不同蛋白質(zhì)的表達(dá)反過(guò)來(lái)可能是多種人類疾病的一個(gè)因素。
改變生物學(xué)
“外部現(xiàn)象可以改變你的生物學(xué)特性，從而改變你對(duì)所面臨的挑戰(zhàn)的反應(yīng)方式，無(wú)論是傳染病還是氣候變化，”通訊作者、布法羅大學(xué)雅各布醫(yī)學(xué)與生物醫(yī)學(xué)科學(xué)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)系教授兼系主任 Peter L. Elkin 醫(yī)學(xué)博士解釋道。
他繼續(xù)說(shuō)，面對(duì)這些類型的挑戰(zhàn)，干擾素會(huì)上調(diào)，從而刺激 APOBEC 酶(一類編輯 RNA 的酶)的釋放。
這項(xiàng)研究主要針對(duì)這一酶家族。Elkin 團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致 DNA 發(fā)生特定類型變化的 SNP 中有 4.5% 可能是 RNA 編輯的位點(diǎn)。作者表示，即使這種類型的 RNA 編輯發(fā)生在這些位點(diǎn)中的一小部分，也可能對(duì)人類健康產(chǎn)生重大影響。
先前的研究表明，APOBEC 介導(dǎo)的 RNA 編輯與某些自身免疫和神經(jīng)系統(tǒng)疾病之間存在某種關(guān)系。Elkin 補(bǔ)充說(shuō)，大約 70% 的遺傳性神經(jīng)系統(tǒng)疾病涉及至少一個(gè) RNA 編輯位點(diǎn)。
“我們發(fā)現(xiàn)基因組中的特定區(qū)域容易受到此類變化的影響，”他說(shuō)，這表明 RNA 編輯位點(diǎn)可能對(duì)遺傳疾病產(chǎn)生重大影響。
當(dāng)羅斯威爾帕克綜合癌癥中心的合作者發(fā)現(xiàn) RNA 編輯位點(diǎn)與特定癌癥有關(guān)時(shí)，研究人員更加感興趣。
“我開(kāi)始意識(shí)到 RNA 編輯位點(diǎn)在疾病中的作用可能比以前認(rèn)為的更大，”Elkin 說(shuō)。
RNA 見(jiàn)
為了發(fā)現(xiàn)基因組中所有的 RNA 編輯位點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種名為 RNAsee 的計(jì)算工具，并通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。
該工具顯示，RNAsee 發(fā)現(xiàn)的潛在編輯位點(diǎn)中有 22.7% 被標(biāo)記為可能致病或致病，而只有 9.2% 被標(biāo)記為可能良性或良性。
作者寫道，這一發(fā)現(xiàn)表明他們研究的 RNA 編輯類型“很有可能對(duì)人類健康產(chǎn)生負(fù)面影響”。
埃爾金在談到人類表達(dá)的完整蛋白質(zhì)組時(shí)說(shuō)：“這項(xiàng)研究為我們理解蛋白質(zhì)組如何發(fā)展提供了另一個(gè)維度。”
他補(bǔ)充說(shuō)，這項(xiàng)研究的下一步將是讓那些研究特定疾病遺傳學(xué)的研究人員對(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的 RNA 編輯位點(diǎn)進(jìn)行跟蹤研究。
埃爾金說(shuō)：“我希望研究人員能夠在我們發(fā)現(xiàn) RNA 編輯位點(diǎn)的地方開(kāi)展后續(xù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，觀察感興趣的基因。”
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