Forskere udvikler ny teknik til at afsløre det skjulte genom

Ved hjælp af en innovativ ny teknik har forskere ved Duke-NUS Medical School og deres samarbejdspartnere identificeret tusindvis af hidtil ukendte DNA-sekvenser i det menneskelige genom, der koder for mikroproteiner og peptider, der potentielt er kritiske for menneskers sundhed og sygdom.

"Meget af det, vi forstår om de kendte 2% af genomet, der koder for proteiner, kommer fra at lede efter lange strenge af proteinkodende nukleotidsekvenser eller lange åbne læserammer," forklarede beregningsbiolog Dr. Sonia Chothani, en forsker med Duke-NUS' Cardiovascular and Metabolic Disorders (CVMD) Program og første forfatter til undersøgelsen. "For nylig har forskere dog opdaget små åbne læserammer (smORF'er), der også kan oversættes fra RNA til små peptider, som har roller i DNA-reparation, muskeldannelse og genetisk regulering."

Forskere har forsøgt at identificere smORF'er og de små peptider, de koder for, da forstyrrelser i disse smORF'er kan forårsage sygdom. Imidlertid er tilgængelige tilgange i øjeblikket meget begrænsede.

"Meget af de nuværende datasæt giver ikke information, der er detaljeret nok til at identificere smORF'er i RNA," tilføjede Dr. Chothani. "Størstedelen kommer også fra analyser af udødeliggjorte menneskelige celler, der formeres - nogle gange i årtier - for at studere cellefysiologi, funktion og sygdom. Disse cellelinjer er dog ikke altid nøjagtige repræsentationer af menneskets fysiologi."

Udgivelse i Molecular Cell , beskriver Chothani og hendes kolleger i Singapore, Tyskland, Storbritannien og Australien en metode, de har udviklet til at løse disse problemer. De screenede i øjeblikket tilgængelige ribosomprofileringsdatasæt for korte RNA-strenge med periodiske tre-base sektioner, der dækker mere end 60% af RNA's længde. De udførte derefter deres egen RNA-sekventering og ribosomprofilering for at generere en kombineret dataressource af seks typer celler og fem typer væv, såsom fra hjertet og hjernen, der stammer fra hundredvis af patienter.

Analyser af disse data identificerede næsten 8.000 smORF'er. Interessant nok var de meget specifikke for de væv, de blev fundet i, hvilket betyder, at disse smORF'er kan udføre en funktion, der er specifik for deres miljø. Holdet identificerede også 603 mikroproteiner kodet af nogle af disse smORF'er.

"Genomet er fyldt med smORF'er," sagde adjunkt Owen Rackham, seniorforfatter af undersøgelsen fra CVMD-programmet. "Vores omfattende og rumligt løste kort over menneskelige smORF'er fremhæver oversete funktionelle komponenter i genomet, udpeger nye spillere inden for sundhed og sygdom og giver en ressource for det videnskabelige samfund som en platform til at fremskynde opdagelser."

Professor Patrick Casey, senior vicedekan for forskning ved Duke-NUS, sagde:"Med sundhedssystemet, der udvikler sig til ikke kun at behandle sygdomme, men også at forebygge dem, kan identificering af potentielle nye mål for sygdomsforskning og lægemiddeludvikling åbne veje til nye løsninger. Denne forskning af Dr. Chothani og hendes team, udgivet som en ressource for det videnskabelige samfund, bringer vigtig indsigt til feltet." + Udforsk yderligere

At finde de mindste gener kan give store fordele