Nat Genet：新方法揭示基因“增強子”的工作機理

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2019-10-16 09:53:00【大中小】

來自日本理化研究所（RIKEN）綜合醫(yī)學(xué)科學(xué)中心和腫瘤分子研究所(IFOM)的研究人員與京都大學(xué)、卡羅林斯卡研究所和DNAFORM的合作者一起開發(fā)出了一種被稱為NET-CAGE的新技術(shù)，揭示了基因組中被稱為增強子的非編碼基因的結(jié)構(gòu)，增強子可以激活特定基因的功能。基因組的這些部分曾經(jīng)被認為是不重要的，被稱為"垃圾DNA"，現(xiàn)在已知與各種疾病有關(guān)，了解它們的功能已經(jīng)成為基因組學(xué)研究的一個重要目標.

現(xiàn)在我們知道有兩種類型的基因組區(qū)域，即啟動子和增強子，它們的作用是協(xié)調(diào)蛋白質(zhì)編碼基因的激活，本質(zhì)上是通過激活它們來實現(xiàn)的。啟動子就在它們激活的基因旁邊，而增強子則在很遠的地方，但它們也會以某種方式對基因起作用。人們已經(jīng)開發(fā)了多種技術(shù)來嘗試繪制增強子圖譜，但它們都有局限性，例如，要么缺乏識別的敏感性，無法精確定位區(qū)域的位置，要么不適合在冷凍細胞中使用。

為了克服這些限制，研究人員開發(fā)了一種稱為NET-CAGE的方法，它是RIKEN開發(fā)的CAGE技術(shù)的延伸，可以識別基因組的非編碼區(qū)域，靈敏度很高，并用于檢測五種常用的癌細胞系。他們很高興地發(fā)現(xiàn)，這種方法可以用于冷凍保存的細胞。

使用這種新方法，研究人員在增強子方面取得了一系列有趣的發(fā)現(xiàn)。首先，他們在人類身上發(fā)現(xiàn)了多達2萬個新的增強子。他們發(fā)現(xiàn)，雖然多種細胞類型中的啟動子被激活，但增強子往往只在一種細胞類型中發(fā)揮作用，從而顯示出兩種類型區(qū)域之間的重要差異。他們還發(fā)現(xiàn)了這兩種區(qū)域之間有趣的聯(lián)系，表明它們是根據(jù)細胞類型的特殊性在拓撲上聯(lián)系在一起的。此外，他們還以高核苷酸分辨率在被稱為"超級增強子"的聚類區(qū)域內(nèi)精確定位了活性增強子。

RIKEN的Yasuhiro Murakaw表示："我們發(fā)現(xiàn)增強子在生成細胞類型特異性轉(zhuǎn)錄組中起著至關(guān)重要的作用。本研究開發(fā)的新方法可用于生物學(xué)的許多方面的研究。從長遠來看，這種方法可以應(yīng)用于下一代基因組醫(yī)學(xué)。"

""利用這項技術(shù)，"他繼續(xù)說，"我們正在繪制一幅人體增強子激活的綜合地圖。通過將這些知識與與疾病相關(guān)的突變數(shù)據(jù)和癌癥基因組數(shù)據(jù)結(jié)合起來，我們希望能加深對疾病機制的了解。"這項研究發(fā)表在《Nature Genetics》雜志上。