確定何時(shí)細(xì)胞已經(jīng)“兌現(xiàn)”活性基因編寫的“檢查”RNA的方法
DNA經(jīng)常被稱為“生命之書”,但這個(gè)流行的短語讓一些生物學(xué)家感到有些不安。確實(shí),DNA帶有我們的基因,它們闡明了我們的細(xì)胞用于制造蛋白質(zhì)的指令 - 那些包含我們身體存在的主力分子,并使生命中的所有事物成為可能。
但是,基因編碼的蛋白質(zhì)“藍(lán)圖”與給定細(xì)胞實(shí)際產(chǎn)生的蛋白質(zhì)量之間的確切關(guān)系并不清楚。當(dāng)一個(gè)基因被激活并且其信息被復(fù)制到一個(gè)RNA分子中時(shí),生物學(xué)家可能不再確定它是否會(huì)導(dǎo)致工作蛋白質(zhì)的制造,而不是銀行家知道是否由其中一個(gè)客戶撰寫的支票。最終將被兌現(xiàn)。
由于DNA和RNA測(cè)序的進(jìn)步,生物學(xué)家非常擅長知道基因代碼在任何時(shí)候被復(fù)制到RNA信息中的多少,這是制造蛋白質(zhì)的第一步。但他們并不擅長弄清楚這些RNA信息實(shí)際上是如何快速地從稱為核糖體的細(xì)胞工廠端到端讀取的,其中蛋白質(zhì)是合成的。
現(xiàn)在,來自冷泉港實(shí)驗(yàn)室(CSHL),石溪大學(xué)(SBU)和約翰霍普金斯大學(xué)(JHU)的多學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)布了可以幫助生物學(xué)家更準(zhǔn)確地確定這一點(diǎn)的軟件。他們使用單細(xì)胞酵母和普通微生物大腸桿菌來展示他們的新計(jì)劃,稱為Scikit-Ribo。
Scikit-Ribo就像是一套數(shù)學(xué)矯正鏡片,旨在“放置”于2009年推出的一種稱為Riboseq的方法。后者以前所未有的方式揭示了細(xì)胞將RNA轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的速度。CSHL和JHU的定量生物學(xué)家Michael Schatz博士說,這是一個(gè)很大的進(jìn)步。他與CSHL的醫(yī)學(xué)博士Gholson Lyon一起監(jiān)督了一位才華橫溢的年輕科學(xué)家Han Fang博士的工作,他最近畢業(yè)于SBU 。正是方舟子想出了如何構(gòu)建矯正鏡片,以便將Riboseq數(shù)據(jù)引入焦點(diǎn)。
Fang的見解是使用先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)建模技術(shù)來解釋核糖體不能以均勻的速率發(fā)揮作用的事實(shí),而是傾向于暫停 - 例如,當(dāng)它們?cè)趥魅氲腞NA信息中遇到發(fā)夾形狀的扭結(jié)時(shí)。Scikit-ribo還過濾掉了原始Riboseq結(jié)果混亂的噪音?,F(xiàn)在,這兩種方法可以一起使用,以生成更準(zhǔn)確的圖片,了解在特定核糖體上讀取哪些RNA信息,并且可能最重要的是,生成多少功能性蛋白質(zhì)。
“實(shí)際制造的蛋白質(zhì)的數(shù)量可能與給定基因的表達(dá)量相同或不同,”Schatz說。擁有更可靠的認(rèn)知方式將有助于疾病研究。CSHL的里昂使用Scikit-Ribo探索核糖體將某些RNA信息轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的能力,這是他在2011年發(fā)現(xiàn)的一種罕見的人類發(fā)育疾病,稱為奧格登綜合癥。在這種情況下,新方法被用于研究核糖體翻譯錯(cuò)誤可能與疾病因果關(guān)系有關(guān)的假設(shè)。
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