科学家们发现了绘制长的非编码RNA未知区域的方法。bepaly买球

LNCRNA

北卡罗来纳大学医学院的研究人员开发了一种方法,根据神秘的RNA分子的可能功能对其进行分类。

科学家来自北卡罗莱纳大学医学院已经开发出一种强大的方法来探索神秘分子的特性,称为长非编码RNA(lncrnas)。bepaly买球bepaly买球其中一些在癌症和其他严重疾病中起着重要作用。到现在为止,科学家们缺乏正确的方法来识别人类细胞中成千上万种不同lncRNa的功能。bepaly买球到目前为止,他们只描述了几百个这样的分子——它们所代表的广袤土地的一小部分。

发表于自然遗传学,北卡罗来纳大学的科学家们发现了一个隐藏的密码,它将lncRNa的分子组成与它们的实际作用联系起来,bepaly买球研究人员还开发了一种算法,可以根据lncrna的可能功能对其进行快速分类。bepaly买球

“长的非编码bepaly买球RNA是基因组“暗物质”的一部分,我们开发的这个工具应该能帮助我们更好地了解它们在健康和疾病中的作用,“研究资深作者Mauro Calabrese说,博士学位,药理学助理教授,北卡罗来纳州林伯格综合癌症中心会员。

动植物的遗传信息储存在DNA中,细胞利用这些遗传信息,将DNA转录成紧密相关的分子,即RNA。许多RNA继续被转化为蛋白质。但近几十年来,科学家们不得不考虑这样一个事实,即只有不到2%的基因组是这样使用的。大部分DNA被转录成不编码蛋白质的RNA。这些被称为非编码RNA,bepaly买球其中长度超过200个核苷酸被归类为长的非编码RNA。bepaly买球

其中许多RNA与蛋白质或其他分子结合,打开或关闭基因,从而调节细胞过程。最著名的lncrnas之一被称为xist,bepaly买球这对女性的正常发育很重要。另一种叫做苹果酸的高浓度,与更具侵袭性和转移性的癌症有关。总的来说,生物学家确信许多lncRNA具有关键的调节作用,其破坏导致疾bepaly买球病的发生。到目前为止,然而,它们的功能仅占被认为存在于哺乳动物细胞中的数千个lncRNA的一小部分。bepaly买球

生物学家理解这些分子的作用很慢的一个原因是,当你从核甘酸构建基块的序列中研究它是如何组合在一起时,lncrna的功能并不容易被发现。通常两个功能相似的lbepaly买球ncRNa的序列是非常不同的。

卡拉布雷斯和他的团队,包括第一作者Jessime Kirk和Peter Mucha,博士学位,北卡罗来纳大学文理学院数学和应用物理科学教授,试图破译lncrna序列和功能之间的模糊关系。他们从两个关键线索开始:首先,有证据表明lncrnas主要通过与蛋白质结合来bepaly买球发挥作用。其次,RNA通过其整体结构中的短序列与蛋白质连接。

“我们推断,在lncrna中存在蛋白质结合序列比它们在lncrna中的相对位置更重要,“Calabrese说。“这个想法最终是真的,让我们在传统方法失败的地方取得成功。”“

小组开发了一个基于计算机的方法,称为seekr找到并比较他们所称的蛋白质结合序列。克迈尔斯在LNbepaly买球CRNAS中,不管国民党的确切位置如何。研究小组发现,大约一半的人和老鼠的lncRNa可以分为五个不同的群体,bepaly买球基于他们的kmer内容的相似性。基于kmer的方法还可以帮助预测在细胞内通常在哪里发现lncrnas,以及它们结合到什么样的蛋白质上。bepaly买球

“我们现在可以从研究良好的lncrna中获取序列信息,并用它来发现可能通过相关机制发挥作用的lncrbepaly买球na。在某种程度上,就像是最终能够理解罗塞塔石碑上的不同剧本。”Calabrese说。

令人惊讶的是,研究小组发现,不同物种之间的kmer含量群落通常非常相似。人类和老鼠的lncrna群落彼此非常相似,但有些哺乳动物的lncrna群落甚至在远亲动物中也有明显的对应。一个哺乳动物的lncrna群落,由一个名为hottip的lncrna表示,在其他脊椎动物甚至海胆中都有类似的lncrna群落。

“就kmer含量而言,人类lncrnas亚群可能比其他人bepaly买球类lncrnas更接近进化上遥远物种的lncrnas。“Calabrese说。“这支持了这样一种观点,即尽管缺乏明显的线性序列相似性,但lncRNa群在不同bepaly买球的生物体中具有相似的功能。”“

在对他们概念的最终检验中,科学家们合成了完全人工合成的lncRNas,bepaly买球设计它们包括在xist中找到的kmers,同时确保分子的整体序列不同于任何已知的lncrna。他们将SEEKR算法应用于这些人工lncRNa,发现那些与xist具有最高预测功能相似性的人在xist样活性的bepaly买球简单试管试验中具有最高的实际功能相似性。

卡拉布雷斯和他的同事现在希望利用他们基于KMER的方法来指导对癌症等疾病重要的lncRNas的发现和研究。bepaly买球他们还希望改进他们的方法,从序列信息中更好地预测lncrnas的功能。bepaly买球

“我们的基因组产生如此多的lncRNA,bepaly买球现在我们对如何观察这些分子的序列来预测哪些分子在我们的细胞中起着重要作用有了更好的认识,“Calabrese说。

源-尤里克警报

Kirk JM基姆:Inoue KSmola MJLee DM谢尔泽博士Wooten JSBaker AR斯普拉格D科林斯DW霍宁CR王氏Chen Q周公里,Mucha PJ卡拉布雷斯(2018) 长非编码RNA的功能分类。bepaly买球 NAT基因[印刷前电子版]。[ 摘要]

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