圣裘德儿童研究医院的科学家已经开发出一种集成的高通量系统，以更好地理解并可能操纵基因表达来治疗镰状细胞病和β地中海贫血等疾病。该研究今天发表在《自然遗传学》杂志上。
研究人员使用该系统识别了数十种DNA调控元件，这些调控元件共同起作用以协调从胎儿到成人血红蛋白表达的转换。该方法还可用于研究涉及基因调控的其他疾病。
调控元件，也称为遗传开关，散布在整个DNA的非编码区域。这些区域不编码基因，约占基因组的98%。这些元素有各种各样的名称-增强子，阻遏物，绝缘子等-但它们调控的特定基因，调控元件如何共同起作用以及对其他问题的答案尚不清楚。
圣裘德血液与计算生物学系的通讯作者雍成博士说：“没有高通量系统，识别关键的调控元件通常非常缓慢。”Mitchell Weiss医学博士，血液学系主任，是共同通讯作者。
“例如，尽管进行了数十年的研究，但已经鉴定出不到一半的调节元件和引起胎儿血红蛋白水平的相关遗传变异，” Cheng说。
精确编辑提供了有关基因表达调控的关键细节
新系统将生物信息学预测算法和腺嘌呤碱基编辑工具与测试结合在一起，以测试碱基基因编辑如何影响基因表达。与传统的基因编辑工具(如CRISPR / Cas9)相比，碱基编辑的工作效率更高，它可以高效地更改四字母DNA字母表中的单个字母，而不会产生较大的插入或缺失。
研究人员使用基本编辑器ABEmax在307种调节元件中进行了10156项具体编辑，这些编辑元素预计会影响胎儿血红蛋白的表达。该表达可以改变血红蛋白疾病例如镰状细胞病的严重性。编辑将DNA碱基腺嘌呤和胸腺嘧啶改变为鸟嘌呤和胞嘧啶。该研究集中在基因BCL11A，MYB-HBS1L，KLF1和β样球蛋白基因的调控元件上。
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