研究人员开发了新的方法来研究长链非编码rnabepaly买球

新方法标识并确定新发现的角色遗传单位

直到最近,科学研究几乎只集中在基因组蛋白质编码区的2%上,几乎忽略了其他98%的基因,这是一个庞大的非编码遗传物质的世界,以前被认为是“垃圾”。bepaly买球科学家已经发现了数千种新的长链非编码rna (lncrna)。bepaly买球bepaly买球尽管科学家们现在认识到lncRNA在所有生物过程中起着不可或缺的作用,bepaly买球至于他们的职能作用,他们基本上还是一无所知。

现在,在今天发表在杂志上的一篇开创性的论文中细胞,请一个由调查人员领导的小组贝丝以色列癌症研究所女执事医疗中心(BIDMC)开发了一种新的方法来识别和确定lncrna在急性髓系白血病(AML)中与化疗耐药性相关的功能作用。bepaly买球这项新技术将来自公开的药理学数据库的信息与前沿的CRISPR技术结合起来,筛选出影响治疗反应的编码和非编码基因。bepaly买球合在一起,该全基因组筛选平台可用于识别和确定与许多健康背景相关的NCRNAs功能。

“尽管已经在人类基因组中检测和注释了数千个lnbepaly买球cRNa,描述其功能的需要仍然是一个关键的挑战,”皮尔·保罗·潘多夫说,MD博士,贝丝以色列女执事医疗中心癌症中心和癌症研究所主任,Bidmc癌症中心HIRM联合主任,乔治C。雷斯曼医学院教授。“我们开发的这种方法将现有数据库的计算分析与使用CRISPR技术的功能筛选结合起来。这种新的分析识别了功能相关的编码和非编码基因,bepaly买球使我们能够将功能分配给非编码基因,bepaly买球同时也为我们提供了大量与化疗反应相关的生物标志物。这是一个量子跃迁。”

潘多夫和他的同事专注于控制对阿糖胞苷(ara-c)抵抗的遗传学。治疗急性髓细胞白血病(AML)的金标准化疗,其中30%至50%的AML患者出现耐药性。在多步骤项目的第一阶段,研究人员交叉引用了两个公开数据库(癌症目标发现和发展数据库和癌症细胞系百科全书)中的信息,以确定在760个不同细胞系中与对ara-c的敏感性和耐药性相关的基因。

“我们知道哪些细胞株对药物敏感,哪些不敏感,”第一作者阿萨夫·贝斯特说,博士,潘多夫实验室的博士后研究员。“通过观察哪些基因可能在敏感和耐药细胞系中优先表达或抑制,我们能够预测是什么基因导致了对治疗的抵抗。我们还可以从AML患者的反应数据中寻找那些可能与低生存率相关的数据。

结果是全基因组的,潘多尔菲指出,不偏向于编码或非编码基因。bepaly买球

“如果我告诉你某个基因参与了介导化疗耐药性,你可以进行文献检索,找出关于这个基因的已知信息,建立你自己的假设,”潘多夫说。在非编码方面,bepaly买球没有要搜索的内容。这些是新的基因,我们还不知道它们在做什么,它们还没有被功能化。

要做到这一点,潘多夫和他的同事从生物信息学工作转移到体内测试。他们进行了基于crispr的高通量筛选,以独立评估哪些基因可能指示对ara-c的耐药性。允许一次分析数万个编码基因和NCRNA,CRISPR技术激活了这些基因。然后,科学家们用ara-c处理这些细胞以观察基因的反应。基因富集缺失表明其在药物敏感性中的作用;增强的基因富集意味着它介导了抗性。

“通过控制每个基因的表达(编码和非编码),测试其对ara-c敏感性的影响,并随后整合来自AML患者的数据,bepaly买球贝斯特说:“我们能够确定新的治疗目标。”

潘多夫说:“现在我们可以对每一种药物都这样做了。”“我们分析的真正力量在于集成多个数据流。”

北卡罗来纳州一个整合编码和非编码基因的全基因组筛选,bepaly买球这一新方法也让潘多夫的团队洞察到相邻的非编码和编码基因是如何相互调节的。bepaly买球研究人员已经知道,ncrnas往往位于它们介导的基因附近。再问一个关于数据的问题——这些基因中哪一个在附近?–潘多夫和他的同事确定了数百个NCRNA的功能。

Pandolfi说:“我们发现了几十个影响化疗敏感性的重要的新基因单位,并且能够使它们功能化,因为我们可以将它们与附近的编码基因联系起来。”

更重要的是,集成,高通量方法识别潜在的NCRNA生物标记物,可以帮助医生诊断和治疗疾病。这种新的筛选技术的力量在于,它将98%的非编码遗传物质整合到细胞中,而这些非编码遗传物质曾被认为在细胞中不起作用。bepaly买球

潘多夫说:“利用现有信息的百分之二,我们有一定的预测能力。”“使用98%的能量可以让我们获得更大的能量。把它们放在一起,我们的预测将变得更加有力。”

源,BIDMC

Lee JD等人(2018) 一种整合全基因组的crispra方法,使lncrnas在抗药性中功能化。bepaly买球 细胞[印刷前电子版]。[ 摘要]

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