Исследователи ускоряют идентификацию участков ДНК, регулирующих экспрессию генов.

Last Updated on 07.05.2021 by Perelomanet

Ученые Детской исследовательской больницы Св. Джуда разработали интегрированную высокопроизводительную систему, чтобы лучше понять и, возможно, управлять экспрессией генов для лечения таких заболеваний, как серповидно-клеточная анемия и бета-талассемия. Исследование опубликовано сегодня в журнале Nature Genetics .

Исследователи использовали систему, чтобы идентифицировать десятки регуляторных элементов ДНК, которые действуют вместе, чтобы управлять переключением от эмбриональной экспрессии гемоглобина к взрослой. Этот метод также можно использовать для изучения других заболеваний, связанных с регуляцией генов .

Регуляторные элементы, также называемые генетическими переключателями, разбросаны по некодирующим участкам ДНК. Эти области не кодируют гены и составляют около 98% генома. Элементы имеют множество названий — энхансер, репрессор, инсулятор и др. — но конкретные гены, которые они регулируют, как регуляторные элементы действуют вместе, и ответы на другие вопросы остаются неясными.

«Без высокопроизводительной системы определение ключевых регулирующих элементов часто происходит очень медленно», — сказал автор-корреспондент Юн Ченг, доктор философии, из отделений гематологии и вычислительной биологии Сент-Джуда. Митчелл Вайс, доктор медицинских наук, кафедра гематологии, является соавтором-корреспондентом.

«Например, несмотря на десятилетия исследований, было идентифицировано менее половины регуляторных элементов и связанных с ними генетических вариантов, которые определяют уровни гемоглобина плода», — сказал Ченг.

Прецизионное редактирование предоставляет ключевые сведения о регуляции экспрессии генов.

Новая система сочетает в себе алгоритмы биоинформатического прогнозирования и инструмент редактирования базового аденина с тестами для измерения того, как редактирование базового гена влияет на экспрессию генов . Базовое редактирование работает более точно, чем традиционные инструменты редактирования генов, такие как CRISPR / Cas9, путем изменения одной буквы в четырехбуквенном алфавите ДНК с высокой эффективностью без создания больших вставок или удалений.

Исследователи использовали базовый редактор ABEmax, чтобы внести 10 156 конкретных изменений в 307 регуляторных элементов, которые, как было предсказано, влияют на экспрессию гемоглобина плода. Выражение может изменять тяжесть нарушений гемоглобина, таких как серповидно-клеточная анемия. Изменения изменили основания ДНК аденин и тимин на гуанин и цитозин. В центре внимания исследования были регуляторные элементы в генах BCL11A, MYB-HBS1L, KLF1 и бета-подобных генах глобина .

Используя этот подход, ученые подтвердили несколько известных регуляторных элементов экспрессии гемоглобина плода и определили множество новых.

Оцените статью
PerelomaNet.ru
Задайте вопрос