Nature 发布全球首张人体原代细胞 miRNA 表达整合图谱

日期: 2017年08月24日


    

导读:近日,由日本理化研究所(RIKEN)领导的一个国际科学联盟公布了人体原代细胞第一个 microRNA 表达的大规模图谱,研究人员利用这一联盟收集的 RNA 样品(FANTOM 5),完成了数百个人类样品的 microRNA 文库测序,其中包括多个 miRNA 从未分析过的细胞类型。今天,赛业小编为您推荐“Nature 发布全球首张人体原代细胞 miRNA 表达整合图谱”,详情如下:


我们人体包含有上百种不同的细胞类型,虽然每个个体中几乎所有细胞的基因组序列是相同的,但它们的功能和行为表现差别非常大。细胞功能作用差异是由一个复杂的调控网络完成的,涉及多个调控蛋白,调控 RNAs,以及 miRNAs。如果这个调控网络出现问题,那么就会引发疾病,尤其是是癌症。


由日本理化研究所(RIKEN)领导的一个国际科学联盟近日公布了人体原代细胞第一个 microRNA 表达的大规模图谱,研究人员利用这一联盟收集的 RNA 样品(FANTOM 5),完成了数百个人类样品的 microRNA 文库测序,其中包括多个 miRNA 从未分析过的细胞类型。


这一研究成果公布在 8 月 21 日的 Nature Biotechnology 杂志上,miRNA 图谱可在 http//fantom.gsc.riken.jp/5/suppl/De_Rie_et_al_2017 / 中查询。FANTOM 计划全称为 “哺乳动物基因组功能注释”(Functional Annotation of the Mammalian genome),这是 RIKEN 在 2000 年启动的项目,其目标利用最先进的 cDNA 技术,建立完整的人类基因文库。FANTOM 5 计划是由日本理化学研究所主持的大型多国协作计划,其研究旨在揭示人类基因组如何编码组成人体的不同细胞。2014 年这一研究联盟发布了首个人类基因活动的全图谱,首次从全局的角度揭示了人体内不同细胞中,调控基因表达的复杂网络。


在 FANTOM 计划的早期阶段,每个样品都是通过 CAGE(接合组装基因组改造,conjugative assembly genome engineering)分析的,这是一项由日本理化研究所研发的技术,用于分析 RNA 的精确起始位点。之后研究人员将 CAGE 数据与 miRNA 数据进行联合分析,从而构建了一个 miRNA 表达的整合图谱,以及不同细胞类型中 microRNA 表达的基因组调控区域图谱。这些数据集合起来,第一次为科学家们提供了人体内这些调控因子如何调控每个细胞类型独特身份的重要资料。


在最新这篇文章中,研究人员发现他们鉴定的 miRNAs 基因组调控区域在进化过程中是高度保守的,这表明了其在细胞调控中的重要性。此外,研究人员还发现了数千个新的生成短小 RNA 的基因组基因位点,这可能是一类新型的调控性短 RNA。日本理化研究所生命科学技术中心的 Michiel de Hoon 表示:“我们已经在网上公布了表达图谱,希望全球能有更多的科学家来进行研究,我们相信这将是了解 miRNA 调控,以及其在疾病中的作用的重要资源。”


2015 年,卢森堡大学的生物学家第一次分析了健康人群血清中所有的 microRNAs,提供了第一张全面的人类血液样本 “miRNA 组”( miRNome)图谱。


他们投入了大量的精力、时间和金钱从技术上优化 microRNA 检测,每一步或多或少都重建了质量控制。研究人员甚至开发出了一种新的生物信息程序来筛除不稳定的 microRNAs。因此,在付出大约两年的研究努力后,终于生成了全世界第一张健康人类血液中大多数 microRNAs 的参考图。现在我们知道了这些令人关注的分子当中哪些以相似的数量存在,哪些在个体间自然存在差异。世界首张人类全面分泌 miRNA 组图谱


今年 4 月,韩国基础科学研究所的研究人员首次从基因组尺度上分析了 DROSHA 的 pri-miRNA 剪切位点,他们由此鉴定了上百个 DROSHA 的 pri-miRNAs 剪切位点,有些信息甚至是全球最大 miRNA 数据库 “miRBase” 也不曾记载的新发现。人类基因组 “pri-miRNA” 剪切位点图谱绘制


背景介绍:


FANTOM 计划全称为 “哺乳动物基因组功能注释”(Functional Annotation of the Mammalian genome),这是 RIKEN 在 2000 年启动的项目,其目标利用最先进的 cDNA 技术,建立完整的人类基因文库。此次的 FANTOM 5 计划(FANTOM 计划的第五阶段)共有来自全球 20 个国家和地区、分属于 114 个科研机构的超过 250 名生物细胞学和生物信息学领域的专家参与。相关研究论文(总共 18 篇)分别发表在《自然》杂志(2 篇)和其它 10 本学术期刊(16 篇)上。其中《自然》杂志上发表的具有里程碑意义的两篇论文展示了人类基因组中启动子和增强子(DNA 上两种可以调控基因活性的短片段)图谱,以及二者在不同细胞和组织中的活性。


FANTOM 5 计划的协调人阿里斯泰尔 · 佛勒斯特(Alistair Forrest)博士解释道:“人类是一个高度复杂的多细胞有机体,包含了至少 400 种不同的细胞类型。这种美丽的细胞类型多样性赋予了我们看、听、思考、运动和抵御感染的能力,而这一切都源自一个相同的基因组。细胞之所以有不同类型,原因是基因的差异化表达。在 FANTOM 5 计划中,我们第一次系统地研究了基因组中的调控序列,以及人体不同细胞中基因是如何表达的。” 不同于其他的大规模基因组计划,FANTOM 5 专注于鉴定人类正常初代细胞而不是癌细胞系中的基因表达。对此佛勒斯特表示:“在 FANTOM 5 计划实施初期,我们就确定了要把研究重心放在正常初代细胞和组织上。尽管在细胞系上进行操作要容易得多,但是它们毕竟和正常细胞差距较大。”


原文标题:


An integrated expression atlas of miRNAs and their promoters in human and mouse

  

来源:生物通——由赛业生物转载发布

  

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