RNA剪接突变在遗传变异和疾病中起主要作用
根据对全基因组和细胞系数据中基因表达的详尽分析,RNA剪接是将突变与复杂性状和疾病联系起来的主要潜在因素。在报告科技 4月29日,芝加哥和斯坦福大学大学2016名研究人员研究了成千上万的突变如何影响性状,如身高,和疾病,如多发性硬化症的基因调控。研究结果强调需要更好地了解RNA剪接对复杂性状和疾病变异的作用,并能够对全基因组关联研究结果进行更准确的功能性解释。
“我们能够全面识别突变如何干扰从转录到翻译的基因表达,以及它们如何影响不同的调控机制,”芝加哥大学人类遗传学教授兼联合资深作者Yoav Gilad博士说。研究。“我们发现突变和疾病变异之间的关联很大一部分是由对RNA 剪接的影响所解释的。我们现在可以更好地理解这种关系,并在我们的试剂盒中添加另一种工具来找出导致疾病的生物学机制。 “
在过去十年中,全基因组关联研究(GWAS)在揭示与生物学特性和复杂疾病相关的人类基因组变异方面取得了巨大成功。这些众多的单字母突变,称为数量性状基因座(QTL),主要存在于基因外的区域,并被认为在基因调控中发挥作用。然而,绝大多数QTL的功能意义尚不清楚。
为了全面了解遗传变异的潜在作用,由斯坦福大学遗传学教授Jonathan Pritchard博士共同领导的Gilad和他的同事们应用了一套强大的统计工具来收集从中收集的全基因组和细胞系数据。 70个人。在一系列跨越8年的实验中,他们分析了与7种调控表型相关的QTL,包括基因表达水平,RNA转录和蛋白质翻译。对于每种调控表型,该团队确定了QTL,并量化了它们对几乎每个基因调控步骤的影响。他们发现许多QTL在转录,翻译和最终蛋白质水平上都有重叠。
“我们之前从未考虑过相同人群的人口样本中的这么多数据集,因此从未进行过这种类型的分析,”吉拉德说。
由研究作者杨力领导的研究人员还开发了一种名为LeafCutter的新计算方法,该方法首次能够有效鉴定特异性参与RNA剪接的QTL。所有基因都经历剪接,其中mRNA的前体形式被切割并重新缝合成多种组合。这显着增加了单个基因可以编码的蛋白质的数量,并且被认为解释了高阶生物体的大部分复杂性。人们认为至少有15%的人类疾病是由于拼接错误造成的。然而,在LeafCutter之前,没有任何方法可以有效地鉴定和分析剪接QTL。
该团队的分析揭示了近三千个剪接特异性QTL,其中许多似乎在遗传性状和疾病的生物学中起着重要作用。剪接QTL在多发性硬化中最为丰富,而其他性状与影响全局基因表达水平的 QTL的影响大致相等。许多剪接QTL不影响基因表达水平,这表明RNA剪接是一种独立但同样重要的机制,是复杂性状和疾病的基础。
吉拉德说:“我们现在对疾病的剪接重要性有了新的认识。” “直观地说,我们认为它很重要,但在这项研究之前,我们并没有真正拥有大量的全基因组证据。”
该结果为RNA剪接提供了第一个综合数据,作为遗传变异与疾病之间的重要联系。重要的是,现在可以测定通过GWAS鉴定的遗传变异体在RNA剪接中的潜在作用。如果仅测量整体基因表达,则许多这些位点的功能将保持不透明。
“当我们在更多疾病中纳入更多关于更多机制的信息时,我们可以更好地了解遗传变异如何驱动疾病,并且有一天会扰乱或修复这一过程,”吉拉德说。“当我们试图学习这些规则时,除了基因表达,组蛋白可及性和其他因素之外,我们现在显然必须考虑RNA剪接。”
推荐内容
-
新的DNA显微镜技术提供了对细胞基因组信息的新见解
科学家现在能够利用新发明的称为DNA显微镜的成像技术将细胞内部细胞视为基因组水平。使用DNA条形码,DNA显微镜可以让科学家在不使用任何光
-
真菌性脑膜炎的当前治疗方法增加了耐药性
利物浦大学的一项新研究警告说,由于耐药性的出现,低收入国家针对隐球菌性脑膜炎的常见一线治疗方法正在受到损害。该发现发表在mBio期刊上
-
新的遗传图谱将基因和蛋白质与疾病联系起来
一组科学家创造了第一个精心制作的人类血液蛋白质遗传图谱,在各种生物过程中发挥重要作用,如细胞运输,生长,修复和防御感染。该性质...
-
研究人员确定蛋白质靶标以阻止柑橘树病
佛罗里达大学的研究人员可能更接近于寻找一种治疗黄龙病或柑橘绿化的疾病,这种疾病一直在摧毁该州的柑橘树。在本周发表于美国微生物学...
-
免疫疗法联合治疗对高度神经内分泌癌患者有效
根据DART的第一篇经同行评审的出版物,许多罕见,快速生长的神经内分泌肿瘤患者对常见的免疫疗法药物反应良好,这是罕见肿瘤中双重抗CTLA-4
-
肿瘤和血管的阴谋者在耐药性方面
卡塔尔威尔康奈尔医学院(WCMC-Q)的新研究发现了卵巢肿瘤如何对常用的抗癌药物贝伐单抗产生耐药性的线索。卵巢癌是全球女性中第七大流行的癌
-
乳腺癌的草药治疗
在肺癌之后,乳腺癌在女性癌症死亡中排名第二。对合成抗癌药物的抗性是该疾病治疗中的主要问题,导致继续寻找新的替代品。由阿拉伯联合...
-
研究提出精神分裂症的第一基因组解释
在一项新的研究中,布法罗大学的遗传学家已经证明了早期发育中重要神经通路的缺陷可能是生命后期精神分裂症发病的原因。科学家们在一个...
-
与脂质水平相关的基因分数
一个国际科学家小组已经确定了人类DNA的157种改变,它们可以影响血液中的脂质,如胆固醇,并在Nature Genetics中公布了它们的结果。该研究
-
FDA批准骨质疏松症注射
美国食品和药物管理局今天批准了Prolia,这是一种注射治疗骨质疏松症的绝经后妇女,这些妇女骨折的风险很高。骨质疏松症是一种使骨骼变弱并