RNA:基因组的新星

艾米·麦克斯曼的《来自大自然》

当萨巴·瓦拉德汗在会议厅逗留时,全神贯注于有关垃圾DNA链的讨论,这些DNA链在人类基因组中乱丢垃圾,她不是在找工作。她对长RNA序列虽然不编码蛋白质,但却具有增强或抑制基因表达的可能性充满好奇。瓦拉德汗对长非编码RNA(lncrna)萌芽领域的热情并没有被忽视:高级研究人员正在寻找愿意从事这一课题的年轻bepaly买球研究人员。“在我寻找工作机会之前,瓦拉德汗说:“我被告知有人在招聘。”2003年在纽约哥伦比亚大学获得小核RNA(一种非编码RNA)博士学位后不久,bepaly买球她在克利夫兰凯斯西部储备大学担任助理教授,俄亥俄州。

约翰·林恩,现在是哈佛大学、麻省理工学院和剑桥哈佛大学的分子生物学家,马萨诸塞州,也有了一个快速的职业生涯启动;作为加州斯坦福大学的博士后,他在会上被注意到,在会上,他谈到了他关于lncrna如何使参与胚胎发育的基因沉默的研究。林恩有几个教职员工,但当斯图尔特·施赖伯化学生物学家和博德研究所的创始成员,他告诉他:“每天我都在做梦,梦见我将如何将基因组弯曲到我的意愿中。”林想用lncrna弯曲基因组,学习如何预防和治疗疾病。

当时,用lncrna修饰基因表达不是一个共同的目标。在21世纪初,大多数分子生物学家对编码蛋白质的人类基因组的1-2%感兴趣,它们被认为是生物功能的经纪人。但是随着高通量测序的兴起,研究人员发现,远非没有功能,其余大部分基因组被转录成非编码RNA,bepaly买球包括20个核苷酸微RNA,抑制基因,以及10bepaly买球0个或更多核苷酸的lncRNas。

去年九月,多机构编码项目对人类DNA元素进行分类(参见自然 489个,请46-48岁;2012年)揭示了四分之三的人类基因组被转录成非编码RNA,bepaly买球可能有10000到200000个lncrna。bepaly买球科学家们已经证明,这些基因可以激活基因表达并沉默基因,与疾病的联系也开始显现。

对lncrna的热情已经取代了许多科学界的怀疑。分子生物学和生物化学部门注意到一系列影响深远的手稿,还有一些人聘请科学家在新兴领域工作。资金越来越容易找到。第一批专注于lncrna的生物技术公司已经扎根。

希望在这一领域工作的科学家将受益于模式生物和细胞培养的经验,或者来自生物信息学的背景。但他们也需要创造力等特质,愿意合作,有信心在新兴领域经受住失望,任何实验都不是简单而简单的。对于一些研究人员来说,然而,这些风险是诱惑的一部分。“我们是一个快速移动的领域的一部分,”瓦拉德汗说。“你启动项目,你不知道会发生什么。作为一名科学家,我非常喜欢这种挑战。”

JohnRinn想用非编码RNA来了解如何预防bepaly买球疾病。

尽管热情高涨,lncrna研究可能仍然难以启动。汤姆·切赫说:“RNA真的被赋予了能量轴。科罗拉多大学博尔德分校的一位化学家,因发现RNA能催化反应而获1989年诺贝尔化学奖。“早在20世纪70年代,人们就不愿意听到RNA可以做一些除了导致蛋白质以外的事情。但他们现在听到这个消息还是很惊讶。”

没有优化的实验方案,也没有关于个体lncRNA习性的线索,bepaly买球所以实验经常失败。当他们工作的时候,调查人员需要付出额外的努力来说服审查人员他们的结果是真实的。瓦拉德汗说:“我在凯西大学的头几年里,我们的研究很难发表。”“太新奇了,可以理解,人们非常怀疑。”

Kevin Morris说:“我有很多人认为我是个废物。圣地亚哥斯克里普斯研究所的分子生物学家,加利福尼亚,世卫组织研究涉及艾滋病毒bepaly买球和癌症的lncrna。“在这个领域你需要一层厚厚的皮肤。你需要这样做,因为你爱它。”

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尽管如此,更多的赠款正在为lncrna项目提供资金。在贝塞斯达的美国国立卫生研究院,马里兰州,自2012年初以来,已有28项关于这一主题的申请获得批准。相比之下,在2008年至2011年期间,只有6个国家获得了资助。

对lncrna研究的特殊要求也越来越普遍。美国国家卫生研究院药物滥用研究所2012年发布的一项资助公告将研究lncRNas和染色质(细胞核中的DNA和蛋白质簇)之间的相互作用列为一项高度科学优先事项。bepaly买球国家癌症研究所(NCI)的一项计划公告要求对lncRNas作为癌症的生物标志物进行研究。bepaly买球调查人员还可以提交使用lncrna作为工具处理其他问题的项目。例如,凯文·豪克罗夫特,NCI的项目主管,注意到研究前列腺癌的人可能曾经观察过信号通路中的蛋白质,现在可能提议分析lncrna。

还有其他的融资利基。瓦拉德汗的神经分化研究是由ALS治疗联盟资助的,一个总部设在尼达姆的财团,马萨诸塞州,这为神经退行性疾病肌萎缩侧索硬化症的研究筹集了资金。增加成纤维细胞中单个lncRNA的量,结缔组织中常见的细胞,可以把它变成一个神经元,因此,对lncrna的研究可以为神经退行性变的治疗铺平道路。瓦拉德汗说。旧金山加利福尼亚再生医学研究所,资助干细胞研究,还授予了研究lncRNas如何改变细胞命运的资助。bepaly买球

商业投资

私营部门也开始注意到lncrna。2011年,在剑桥成立的Rana Therapeutics公司,马萨诸塞州,从圣路易斯的农业生物技术公司孟山都(Monsanto)等投资者处获得2070万美元,密苏里州。

Rana的目标是操纵lncrna来控制基因,比如抑制肿瘤或导致癌症的基因。单个lncrna有特定bepaly买球的目标,因此基于它们的治疗可能比基于其他RNA的治疗更具有可预测的效果。它们提供了难得的激活机会,而不仅仅是阻挡,基因表达。

2012年,公司从2名员工发展到26名。总裁兼联合创始人Art Krieg说,他计划在2014年再次扩大业务,并将在招聘擅长团队合作的员工时给予额外的重视。目前,Rana的研究人员正在利用高通量测序和染色质免疫沉淀技术来研究lncrna如何与蛋白质结合。

另外至少两家生物技术公司专注于lncrna。奥科-科纳,奥普科健康在迈阿密的子公司,佛罗里达州,正在研究如何激活基因表达,最终用于治疗。横滨的transsine技术,日本,目的是生产以lncrna为基础的技术来表达抗体和其他蛋白质用于实验室分析。

该领域科学家的职业成功需要基因组学和分子生物学知识。一些实验也需要模型系统和细胞培养的经验,但是瓦拉德汗,具有生物化学背景,在飞行中学习了许多技术。

“你启动项目,你不知道会发生什么。作为一名科学家,我非常喜欢这种挑战。他说:“这是一个很好的选择。”

计算生物学很重要,因为它允许研究人员处理大数据集。包括位于辛克斯顿的威尔康信托桑格研究所在内的机构,英国,布罗德研究所提供生物信息学课程和讲习班;这些通常从几天到几周不等。有些研讨会要求熟悉操作系统,如UNIX和Linux,以及计算语言,如R,但是学生可以通过书本和在线教程学习使用这些工具。

拥有财力雄厚的基因组中心的大学可以方便地接触到测序和精通计算机的科学家和技术人员。美国领先的lncrna研究机构包括哈佛大学,威斯康星大学麦迪逊分校,斯坦福,科罗拉多大学博尔德分校和耶鲁大学纽黑文分校,康涅狄格州。在欧洲,维也纳大学和附近的奥地利科学院分子医学研究中心等机构都有RNA研究的历史,包括lncrna。

里肯横滨研究所生命科学技术中心,本月开业,将部分关注lncrna。Piero Carninci说:“我们可以在几年内开发技术,而无需编写赠款和出版物,因为我们有一个机构预算。”该中心基因组技术部第一任主任,它将雇用大约100名科学家,包括9名主要调查人员。

研究lncrnas在疾病中的作用的研究人员经常与临床医生合作。bepaly买球正是这种合作关系帮助了克拉斯·瓦莱斯特德,现任佛罗里达州迈阿密大学米勒医学院治疗创新中心主任,发现一个非编码RNA驱动一种参与阿尔茨bepaly买球海默病进展的酶的表达。(M.A.成吉思汗 .自然医学。 14,请723–730;2008年)。

选择实验室时,研究人员应该记住,拥有一系列背景的同事是一种财富,Florian Karreth说,波士顿哈佛医学院的博士后,马萨诸塞州。“你不想要20个有microrna背景的人。”在他的小组中,他说,“有些人有细胞凋亡的经验,白血病和DNA修复,向他们学习真是太好了”。20名博士后和少数研究生和技术人员在开始实验时经常进行协商,互相帮助学习。

在缺乏丰富的文学作品的情况下,经常在RNA会议上交换意见,表观遗传学和基因组学。瓦拉德汗发现,这些地方也是找工作的好地方:参加会议的资深科学家可能正在寻找有创意的年轻调查人员。人类的基因还bepaly买球没有被分类,每个人都想更多地了解自己在疾病中的作用。

卡尼尼奇说:“我真的在寻找那些最初思维非常开放的人。”“这是一个新领域,我们几乎一无所知。因此,重要的是要找到那些总是质疑当时教条的人。”

  • 麦克斯曼A。(2013年)RNA:基因组的新星.自然496年,127-12岁。[文章]

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