人類基因簇新序列發(fā)現(xiàn)
有助研究轉(zhuǎn)錄調(diào)控、進化和設計癌癥靶向藥
張佳欣
美國西北大學研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的重復基因簇序列，該序列僅在人類和非人靈長類動物中表達。這是第一個在人類基因組中重復出現(xiàn)的、具有靈長類獨有特性的延長因子。該發(fā)現(xiàn)是人類基因組生物學的一項突破，對未來在轉(zhuǎn)錄調(diào)控、人類進化和重復DNA序列方面的研究具有廣泛意義。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在最新一期《科學進展》上。
在過去的20年里，基因組測序技術(shù)的快速進步加速了探索人類基因組各個區(qū)域的遺傳結(jié)構(gòu)的研究。人類基因組的較大區(qū)域由重復的DNA序列組成，專家們將其稱為遺傳“暗物質(zhì)”。長讀測序技術(shù)的發(fā)展使科學家能夠研究這些長的“暗物質(zhì)”序列，并表征它們在遺傳多樣性和進化中的作用。
當前研究中，在對人類細胞系中的一種抗癌化合物進行表征時，研究團隊偶然發(fā)現(xiàn)了一組以前未被表征的編碼ELOA3蛋白的基因。該蛋白與延伸蛋白A（ELOA）蛋白關(guān)系密切，此前人們已經(jīng)研究了ELOA蛋白在調(diào)節(jié)RNA聚合酶Ⅱ（RNAPⅡ）轉(zhuǎn)錄中的作用，RNAPⅡ是基因表達的必需過程。
研究人員表示，一般來說，單個人類蛋白質(zhì)由單一基因編碼，密切相關(guān)的蛋白質(zhì)可能由位于不同染色體位置的不同基因編碼。然而，就ELOA3而言，位于同一基因位點的多個基因編碼相同的蛋白質(zhì)這一特征，使其成為一個有趣的研究對象。
進一步研究發(fā)現(xiàn)，ELOA3基因簇是人類和非人靈長類動物獨有的，ELOA3基因重復數(shù)因個體和靈長類物種而異。這些觀察結(jié)果表明，ELOA3基因簇在研究的靈長類物種中經(jīng)歷了協(xié)同進化和基因同質(zhì)化。
利用蛋白質(zhì)生物化學技術(shù)，研究團隊發(fā)現(xiàn)ELOA3與ELOA蛋白形成了一種不同的蛋白質(zhì)復合體，通過獨特的生化機制調(diào)節(jié)RNAPⅡ轉(zhuǎn)錄。
研究人員表示，ELOA3作為一種新型靈長類動物特有的RNAPⅡ延長因子，其發(fā)現(xiàn)不僅增強了人們對人類基因組生物學的理解，也為癌癥靶向藥物設計打開了一扇窗。ELOA3重復簇的動態(tài)性質(zhì)可能反映了它在調(diào)節(jié)個體之間基因表達可變性方面的獨特作用。
