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Cell:新研究揭示选择性启动子在肿瘤中的调节作用

来源:本站原创 2019-09-14 22:34

2019年9月14日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自新加坡基因组研究所(GIS)等研究机构的研究人员发现很多人类癌症在基因激活方面表现出广泛的变化,而且相同的基因使用不同的起始位置来产生选择性基因产物。这些变化未被早期的分析方法检测到,可能用于鉴定出预测癌症患者存活的新型生物标志物和新的治疗靶标。相关研究结果近期发表在Cell期刊上,论文标题为“A Pan-cancer Transcriptome Analysis Reveals Pervasive Regulation through Alternative Promoters”。
图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.08.018。

人类基因组包含我们所有的基因。控制基因起始位置的区域称为启动子,或者称为开启基因组中基因的“开关”。许多基因具有多个启动子,这甚至可以导致相同的基因出现不同功能。

在这项研究之前,癌症科学家缺乏对癌基因中选择性启动子(alternative promoter)的全面调查,以及不同的启动子是否会导致癌症患者临床行为的差异。

为填补这一空白,这些研究人员设计出一种名为proActiv的专用软件,用于在全基因组范围内检测被激活的启动子,即活化启动子。proActiv中的基础算法适用于RNA分析数据,该数据通常由全球数百个研究癌症的实验室产生。他们将proActiv应用于从1.8万多个癌症样本中收集的大量公开数据,并发现癌基因中的启动子经常不同于未患癌症的人体中的基因启动子。他们还发现了与癌症患者存活率相关的特定活化启动子,这代表了一类新的生物标志物

论文通讯作者、新加坡基因组研究所计算生物学家JonathanGöke博士解释说,“我们设计了proActiv来进行RNA分析,它使我们尽可能地使用最大的数据集。首先,这是非常具有挑战性的。这就像用数千块拼图来解决一个难题,其中许多拼图几乎是一样的。但是,proActiv着重关注针对每个启动子的独特拼图,从而允许高准确地检测不同的启动子。令人惊奇的是,通过这个简单的想法,我们突然可以分析公众可以获得的万亿字节数据。这些数据就在那里,但是关于启动子的信息是隐藏的。通过这种新方法,我们成功地发现了这些隐藏的信息。”

在评论这项新的研究时,美国MD安德森癌症中心基因组医学系主任Andrew Futreal博士说:“这项全球性研究的规模令人印象深刻。它揭示了选择性启动子的使用是许多癌症类型的共同特征。这些发现将激发更多的研究来控制这种开关,以及我们如何利用这些信息来改善癌症患者的预后。”

论文共同作者、新加坡基因组研究所执行主任Patrick Tan教授说,“RNA分析在医学研究中非常常用。通过使用proActiv,科学家们将能够在没有任何额外实验成本的情况下识别启动子,世界各地的许多研究小组对这一研究非常感兴趣,并为探索其他疾病的选择性启动子开辟了可能性。”为了在更广泛的科学界推进研究,这些研究人员已将proActiv存入公共领域,在那里它可以免费供其他学术研究人员使用。

这些研究结果突出表明启动子是癌症的生物标志物,但这并不意味着启动子会导致更严重的癌症形式。Göke博士补充道,“我们尚未确定这些启动子是否像火灾引发的紧急信号,或者这些启动子是否就是火灾本身。”对于这些研究人员来说,这项研究是探索这些问题的许多新可能性的第一步,也是更好地了解我们的基因在癌症中的作用的第一步。(生物谷 cqwjbz.com)

参考资料:

1.Deniz Demircioğlu et al. , Cell (2019). DOI: 10.1016/j.cell.2019.08.018.

2.Analysis of global cancer data shines light on alternative gen 'switches' in tumors
https://phys.org/news/2019-09-analysis-global-cancer-alternative-gen.html
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