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人类基因簇新序列发现,有助研究转录调控、进化和设计癌症靶向药

2023/11/28 10:13:40 来源:中国科技网

美国西北大学研究人员发现了一种新的重复基因簇序列,该序列仅在人类和非人类灵长类动物中表达。这是第一个在人类基因组中重复出现的、具有灵长类独有特性的延长因子。该发现是人类基因组生物学的一项突破,对未来在转录调控、人类进化和重复DNA序列方面的研究具有广泛意义。这一发现发表在最新一期《科学进展》上。

人类细胞中ELOA3转录靶标的鉴定。

图片来源:《科学进展》(2023)

在过去的20年里,基因组测序技术的快速进步加速了探索人类基因组各个区域的遗传结构的研究。人类基因组的较大区域由重复的DNA序列组成,专家们将其称为遗传“暗物质”。长读测序技术的发展使科学家能够研究这些长的“暗物质”序列,并表征它们在遗传多样性和进化中的作用。

当前研究中,在对人类细胞系中的一种抗癌化合物进行表征时,研究团队偶然发现了一组以前未被表征的编码ELOA3蛋白的基因。该蛋白与延伸蛋白A(ELOA)蛋白关系密切,此前人们已经研究了ELOA蛋白在调节RNA聚合酶Ⅱ(RNAPⅡ)转录中的作用,RNAPⅡ是基因表达的必需过程。

研究人员表示,一般来说,单个人类蛋白质由单一基因编码,密切相关的蛋白质可能由位于不同染色体位置的不同基因编码。然而,就ELOA3而言,位于同一基因位点的多个基因编码相同的蛋白质这一特征,使其成为一个有趣的研究对象。

进一步研究发现,ELOA3基因簇是人类和非人类灵长类动物独有的,ELOA3基因重复数因个体和灵长类物种而异。这些观察结果表明,ELOA3基因簇在研究的灵长类物种中经历了协同进化和基因同质化。

利用蛋白质生物化学技术,研究团队发现ELOA3与ELOA蛋白形成了一种不同的蛋白质复合体,通过独特的生化机制调节RNAPⅡ转录。

研究人员表示,ELOA3作为一种新型灵长类动物特有的RNAPⅡ延长因子,其发现不仅增强了人们对人类基因组生物学的理解,也为癌症靶向药物设计打开了一扇窗。ELOA3重复簇的动态性质可能反映了它在调节个体之间基因表达可变性方面的独特作用。


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