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研究为基因的“开/关”开关提供了更多信息

只需要人类基因组的2%即可编码所有能够产生细胞功能的蛋白质 - 从产生能量到修复组织 - 都是可能的。

那么其他98%的人呢?

这种所谓的非编码DNA的很大一部分控制基因的表达,打开和关闭它们。这一规定至关重要,因为每个细胞都有相同的DNA。

换句话说,使肌肉细胞与脑细胞不同的唯一因素是哪些基因被激活。

这就是为什么密歇根大学的科学家们正在使用复杂的计算方法来研究非编码DNA中的遗传变异如何增加人们对某些疾病(如糖尿病和癌症)的易感性。

在遗传学杂志的一篇新论文中,他们比较了过去几年中已经确定的五种类型的监管区域,以便弄清楚这些区域在不同类型的细胞中的表现。

“当人们试图研究基因调控是如何发生的时候,他们会通过测序来研究不同的表观基因组信息,试图了解分子谱,”主要作者Arushi Varshney博士说。人类遗传学的候选人。

表观基因组学是指由DNA序列以外的因子引起的基因组织的变化。

例如,研究人员最近发现,与疾病相关的遗传变异 - 使我们独特的DNA的轻微变异 - 倾向于位于基因组中作为基因调控元件的区域,称为增强子和启动子。

增强子提高了基因的转录速度,就像汽车中的加速器一样,启动子启动基因的转录,就像汽车点火一样。

“有许多论文出现,描述了不同类别的基因调控元件,目前还不清楚它们是如何相关的,”计算医学和生物信息学与人类遗传学助理教授斯蒂芬帕克博士解释道。

“我们的论文是第一个真正比较它们的论文,”帕克说。“其中一个问题是它们在不同的细胞类型中都是不同的,并且表现不同。”

然而,UM团队还发现,更多细胞类型特异性增强子中的遗传变异对其靶基因的影响相对较小。对于那些正在比较数千人的基因组以寻找与疾病特征相关的遗传变异的科学家来说,这可能会给人们带来麻烦。

UM作者认为,这些基因对于细胞功能非常重要,因此它们的转录在正常条件下受到严格调控。

“这意味着我们需要非常大的样本量才能看到效果,”帕克说。

另一个意外的发现可能最终解释了监管要素中的遗传变异如何使疾病更有可能

Varshney,Parker和他们的同事认为,细胞特异性的增强子和启动子 - 意味着它们在某些类型的细胞中具有更大的作用 - 可以使转录更容易在某些环境条件下发生。

他们似乎通过制造细胞的染色质来实现这一目标,染色质是DNA在细胞核内包裹的致密蛋白分子,更容易获得。

作为本研究的下一步,“我们认为应该考虑特定条件下细胞的基因表达,”Varshney说。“例如,如果您正在尝试研究2型糖尿病,可以查看高血糖条件下的细胞,然后查看基因表达以及遗传变异如何影响基因表达。

“那么,也许你会更好地解释这种遗传变异如何使你容易患上疾病。”

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