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Nature等十多篇文章公布小鼠ENCODE重大成果
2014-11-20 閱讀(243)
由冷泉港實(shí)驗(yàn)室(CSHL)的Thomas R. Gingeras和西班牙巴塞羅那基因組調(diào)控中心的Roderic Guigo領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組，鑒別出了人類和小鼠中表達(dá)水平在相對限制的范圍內(nèi)變化的6600個基因。
他們發(fā)現(xiàn)，這種表達(dá)限制與它們基因序列的相似程度無關(guān)。不論細(xì)胞的類型，這6600個基因代表了在兩個物種的全部組織細(xì)胞中通常活化的整套基因中大約三分之一的基因。研究人員說，這項(xiàng)研究提供的新信息將繼續(xù)幫助使小鼠成為研究人類疾病和生物學(xué)的*模式生物。
Gingeras說：“我們發(fā)現(xiàn)，進(jìn)化相當(dāng)狹窄地限制了這6600個基因的表達(dá)水平，我們認(rèn)為這反映了這些特殊的基因?qū)τ趦蓚€物種中所有組織中所有細(xì)胞的運(yùn)作均至關(guān)重要。進(jìn)化告訴了我們：不管在何種細(xì)胞類型中表達(dá)，這些基因需要限制它們的表達(dá)變化——變化增大將會高度損害基本的細(xì)胞日常運(yùn)作。細(xì)胞需要這些基因在一個相對狹窄的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)確保正常地發(fā)揮功能。”
該研究小組鑒別出的這6600個基因在小鼠和人類中已進(jìn)化至，不論是在乳腺組織或肺組織中；也不論是在上皮細(xì)胞或神經(jīng)細(xì)胞中，其表達(dá)在大約100倍的范圍內(nèi)變化。而剩余的三分之二的表達(dá)基因則能夠在10萬倍以上的范圍改變它們的表達(dá)。
此外，Gingeras和合作者們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)比較從雞到人類6種極為不同的動物物種時，它們?nèi)匀还餐?500個基因的表達(dá)嚴(yán)格地限制在相同的狹窄范圍內(nèi)。科學(xué)家們說，這表明了這種調(diào)控機(jī)制在進(jìn)化上非常古老，因此極為重要。
這些出現(xiàn)在《自然》（Nature）雜志的一篇研究論文中，并且當(dāng)前公布在生命科學(xué)預(yù)印本biorxiv.org上的研究結(jié)果，是小鼠ENCODE（DNA元件百科全書）項(xiàng)目在幾家科學(xué)期刊上發(fā)布的大量研究工作的一個組成部分。這一團(tuán)體在今天發(fā)布于《自然》（Nature）雜志上的4篇研究論文中報告了一些共享研究結(jié)果。這項(xiàng)研究工作調(diào)查了參與調(diào)控小鼠和人類基因組的一些遺傳和生物化學(xué)程序。
同時，該團(tuán)體還發(fā)現(xiàn)了一些強(qiáng)有力的線索解釋為什么小鼠中的一些過程和系統(tǒng)，例如免疫系統(tǒng)、代謝和應(yīng)激反應(yīng)會與人類如此的不同。基于多年的小鼠和基因調(diào)控研究，他們開發(fā)出了一種資源來幫助科學(xué)家們更好地理解小鼠和人類之間的相似和不同之處如何書寫在它們的基因組中。
這些研究結(jié)果有可能從整體上提供了，有關(guān)基因調(diào)控和對哺乳動物生物學(xué)至關(guān)重要的其他一些系統(tǒng)的新見解。他們還提供了一些新信息確定何時以及在哪些細(xì)胞類型和組織中，小鼠是研究人類生物學(xué)和疾病的適當(dāng)模型，并且有可能幫助解釋它的某些局限性。這事實(shí)上是Gingeras和同事們在新論文中報告的這項(xiàng)研究工作的意義之一。
所有這些新發(fā)布的研究結(jié)果都來自于小鼠ENCODE項(xiàng)目。小鼠ENCODE項(xiàng)目是人類ENCODE計(jì)劃的延伸（延伸閱讀：Nature：十年探索，編寫人類的百科全書 ）。ENCODE正在構(gòu)建一張人類基
因組中功能性元件的綜合目錄。這些元件包括編碼蛋白質(zhì)的基因、非蛋白質(zhì)編碼基因，和一些控制哪些基因以及何時開啟或關(guān)閉的調(diào)控元件。ENCODE和小鼠ENCODE項(xiàng)目得到了美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)下屬國家人類基因組研究院(NHGRI)的支持。
NHGRI主任Eric Green博士說：“長期以來小鼠都是生物學(xué)研究模型的一個支柱。這些研究結(jié)果提供了有關(guān)小鼠基因組運(yùn)作機(jī)制的豐富信息，并為科學(xué)家們更深入地了解小鼠和人類生物學(xué)奠定了基礎(chǔ)。小鼠ENCODE數(shù)據(jù)集對于研究團(tuán)體是一個非常有用的資源。”
除了Nature，還有十多篇相關(guān)的研究已經(jīng)或是即將發(fā)布在Genome Research、Genome Biology和Blood等期刊雜志上。
