CRISPR研究显示非编码rna的意想不到的角色

旧金山加州大学研究人员已经迈出重要的一步了解成千上万的人类基因的功能,不编码蛋白质,这一现象被认为是一个关键的剩余的神秘的人类基因组。新发现,专注于这些基因的作用在人类癌症细胞,建议针对疾病的新策略。

近年来,研究人员认识到,非编码区域的genome-long被视为“垃圾DNA”实际上是关键球员在细胞生物学,发展,和疾病。然而,绝大多数的这些地区还没有被广泛地研究过了。

现在加州大学旧金山分校的科学家开发了一个方法来研究基因的功能产生RNA转录但没有蛋白质——叫长非编码RNA (lncRNAs)——一种前所未有的规模。在原则证明实验中,研究人员开始寻找共同lncRNAs所需许多不同类型的癌细胞的生长。令他们吃惊的是,他们发现,每一个癌症细胞系他们测试依赖一组不同的IncRNAs生长和存活,这表明这些分子可能有前途的精密癌症治疗的目标。

新的《华尔街日报》在线发表的科学星期四,2016年12月15日,由加州大学旧金山分校共同进行实验室的丹尼尔Lim,医学博士,博士,副教授以利并广泛的神经外科和成员再生医学和干细胞研究中心在加州大学旧金山分校和乔纳森·斯曼博士霍华德休斯医学研究者和加州大学旧金山分校的细胞和分子药理学教授。

两个实验室的研究人员合作公司创建一个平台来研究lncRNA生物学使用CRISPR-based干扰(CRISPRi),技术开发与斯坦利气Weissman实验室合作,博士,现在斯坦福大学的,使研究人员能够精确调节特定基因的活动。

UCSF团队组建了一个大型图书馆CRISPR指导rna对16401种不同lncRNA基因目前大量的那些当时CRISPRi用于有选择地数组中每个基因灭活七人类细胞系,包括六个癌症细胞类型和诱导多能干细胞(万能)由作者布鲁斯·康克林,医学博士,加州大学旧金山分校的医学教授和学术研究所附属格拉德斯通心血管疾病。

合作实验室的霍华德,医学博士,博士,斯坦福大学的研究小组发现,尽管约5000种不同的积极lncRNA基因表达细胞系,整体只有499 lncRNAs显著影响细胞生长时灭活。此外,尽管研究人员最初认为,会有一组lncRNAs所有细胞的生存至关重要,没有这样的核心基本lncRNAs被发现。事实上,他们发现的情况却恰恰相反:89%的“基本”lncRNAs的关键只有一个细胞类型,并没有影响别人。

说:“这是一个大惊喜Lim的实验室研究lncRNAs在大脑发育的作用。“通常情况下,蛋白编码基因,是必不可少的一种类型的细胞也广泛的细胞类型的关键。但随着lncRNAs我们看到意外但精致的特异性。”

研究人员还研究了如何压制特定lncRNAs七个基因表达的影响细胞类型。他们发现当一个lncRNA“必不可少”到一个特定的细胞类型沉默强烈调制到数以百计的其他基因的活性。同样在其他细胞,沉默lncRNA没有影响其他基因的表达。

“我认为它喜欢在你桌子下的供电,”林说。“如果你有你的电脑和外围设备插入,脱扣开关会导致非常糟糕的一天。但是如果没有插入,你可以翻转开关多达你喜欢和什么都没发生。”

平台开辟了研究非编码RNA在进化中的作用,发展和疾病

新方法研究的种子lncRNAs来自报纸的两个主要作者之间的对话,约翰·刘和马克斯•Horlbeck MD-PhD学生Lim和Weissman实验室,分别,恰巧也是室友在项目的开始。

“Lim实验室已经花很多时间测试不同lncRNAs一次,看看他们脑部肿瘤相关,”刘说。“但那是非常缓慢的。我们有很少的例子lncRNA功能,很难预测哪些lncRNAs很重要。”

对他们来说,lncRNAs Weissman实验室也变得感兴趣:“我们已经工作几年来发展CRISPRi筛选蛋白质编码的一种方式基因”,Horlbeck说。“但我们意识到,因为技术是通过调优RNA多少特定的基因,这是一个完美的工具来研究非编码RNA的作用,与其他方法很难研究在这种规模。”

研究人员说他们渴望扩大lncRNA生物学的研究通过分享他们的技术,开放许多基本问题lncRNAs生物功能的发展和演变,以及他们的潜在效用精密医学癌症治疗方法。

“一个关键问题在于不同lncRNAs特别是对癌细胞的生长至关重要,但没有健康细胞,”魏斯曼说。“如果是这样,他们可能针对阻碍肿瘤而不被有毒的身体的其他部位,那就是制药行业非常有吸引力。”

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