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        研究人員破解遺傳“控制撥號”的代碼
        
			
        
				2019-05-29 09:47:32
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        西班牙巴塞羅那基因組調控中心的科學家開發(fā)出一種新技術，用于破解確定細菌基因活性水平的“對照表盤”的基礎DNA代碼。這一發(fā)現(xiàn)對生物技術具有重要意義，因為轉基因細菌和其他生物被用于生產有用的分子，如新材料和藥物。
        

        研究人員破解遺傳“控制撥號”的代碼
        

        當基因開啟時，附近的各種DNA片段充當“對照表盤”，影響活性水平和基因產物的數(shù)量。使用肺炎支原體細菌作為模型，CRG主任Luis Serrano教授和他的團隊開發(fā)了一種快速掃描數(shù)千種隨機生成的DNA序列的方法，以尋找能夠有效激活“報告基因”的DNA序列。
        

        研究人員使用這種名為ELM-seq的新技術來尋找能夠大大提高轉錄水平的DNA序列 - 一種基因被“讀取”以產生稱為RNA的中間信息的過程。當RNA信息被解釋為構建蛋白質分子等產品時，他們還搜索了提高翻譯效率的序列。獲得專利的ELM-seq方法依賴于間接測量編碼蛋白質的基因的活性，該基因在DNA上添加特定的化學“標簽”。如果基因更活躍，它將在DNA上留下更多標簽。使用稱為大規(guī)模平行測序的敏感DNA分析技術檢測和測量這些標簽，提供基因活性水平的定量讀數(shù)。
        

        研究人員在開放獲取期刊Nature Communications上發(fā)表了他們的研究結果，發(fā)現(xiàn)了“對照表盤”的DNA序列，這些序列始終產生非常高水平的基因活性。他們還揭示了以前未知的關于最有效的DNA序列種類的信息。有趣的是，該團隊發(fā)現(xiàn)RNA信息的第一個“字母”(基數(shù))對于有效的基因轉錄非常重要。他們還發(fā)現(xiàn)RNA信息的三維結構在確定RNA翻譯產生蛋白質的程度方面起著關鍵作用，而不是之前認為對于有效翻譯必不可少的特定序列。
        

        “用于研究DNA控制序列的先前技術通常依賴于逐個分選細胞并測量每種細胞的基因活性，”該論文的第一作者Eva Yus博士說。“然而，我們的新方法使用尖端的DNA測序技術，同時精確測量數(shù)千個序列對基因活性的影響。”
        

        肺炎支原體具有非常小的基因組，這使得它相對容易研究。但是，雖然這項研究證明該技術在一個簡單的生物體中起作用，但它也可以應用于其他細菌物種，酵母甚至人類細胞，以找到關于如何控制基因以及如何操縱它們的有用信息。
        

        “如果我們想要將細菌或其他細胞用于生物技術應用，我們需要設計它們來制造最大量的產品。但是如果我們沒有關于控制基因的最佳序列的信息就非常困難，”Jae博士說。 -Seong Yang，該研究的合著者。
        

        由于肺炎支原體通常會感染肺部，因此該團隊現(xiàn)在計劃利用他們的新知識開發(fā)基于轉基因細菌治療肺部疾病的療法。他們的目標包括肺部感染，癌癥，甚至是再生受損組織的方法。
        

        “我們現(xiàn)在有大量的控制序列可以用來調整我們想要在肺部產生的蛋白質水平 - 就像我們可以用來控制基因活動的工具包一樣，”Serrano教授解釋說。“此外，這種技術是一種非常便宜和快速的方法，可以找到控制轉錄和翻譯的序列，并可用于任何生物技術應用或生物體。”
        
			

			
          
        
			
        
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