团队培养了研究长期非编码RNA的新方法

直到最近，科学研究几乎完全集中在基因组的2%的蛋白质编码区，几乎忽略了其他98%的非编码遗传物质，这是一个广阔的宇宙，以前被认为是“垃圾”。在过去的10年里，科学家们已经发现了数千种新的长链非编码rna (lncRNAs)。尽管科学家们现在认识到lncrna在所有的生物过程中都扮演着不可或缺的角色，但他们仍然对其功能角色一无所知。

今天在杂志上发表了一篇开创性的论文细胞美国癌症研究所Beth Israel Deaconess医学中心(BIDMC)的研究人员开发了一种新的方法来识别和确定与急性髓系白血病(AML)化疗耐药相关的lncRNAs的功能作用。这项新技术将来自公共药理学数据库的信息与先进的CRISPR技术结合起来，以筛选影响治疗反应的编码基因和非编码基因。总之，这种全基因组筛选平台可以用于识别和确定与许多健康环境相关的ncrna的功能。

“虽然成千上万lncRNAs现在已经发现和注释在人类基因组中,需要描述它们的功能仍然是一个关键的挑战,”Pier Paolo Pandolfi说,医学博士,博士,癌症中心和癌症研究所主任贝斯以色列女执事医疗中心,祂BIDMC癌症中心的主任,以及HMS的乔治·c·赖斯曼医学教授“我们开发的这种方法将现有数据库的计算分析与使用CRISPR技术的功能筛选结合起来。这种新的分析确定了功能相关的编码和非编码基因，使我们能够将功能分配给非编码基因，并为我们提供了大量与化疗反应相关的生物标志物。这是一个巨大的飞跃。”

Pandolfi及其同事专注于控制抗性对糖脂（ARA-C）的遗传，黄金标准化疗治疗急性髓系白血病（AML），30％至50％的AML患者造成抗性。在多步项目的第一阶段，研究人员从两个公开可用的数据库交叉引用信息 - 癌症目标发现和开发数据库和癌症细胞系百科全书 - 以鉴定似乎与敏感性和抗性有关的基因ARA-C跨760个不同的细胞系。

“我们知道哪些细胞系对药物敏感，哪些不敏感，”第一作者Assaf Bester博士说，他是Pandolfi实验室的博士后研究员。“通过观察什么基因可能优先表达或抑制敏感和抗性细胞系，我们就能预测是什么基因导致了对治疗的抗拒。我们还可以查看AML患者的反应数据，找出那些可能与低生存率相关的数据。”

Pandolfi指出，结果是全基因组的，对编码或非编码基因都没有偏见。

“如果我告诉你某种基因参与介导对化疗的抗性，你可以做一个文学搜索，找出关于这个基因已经知道的，并建立自己的假设，”Pandolfi说。“在非编码方面，没有什么可以搜索的。这些是新的基因，我们只是不知道他们在做什么 - 他们尚未运作。”

为此，Pandolfi和同事从生物信息学致力于体内测试。它们进行了高通量Crispr的筛网，以提供对哪种基因的独立评估可能对ARA-C决定耐药性。Crispr技术允许分析数万个编码基因和NCRNA，激活所讨论的基因。然后，科学家用ARA-C处理细胞，看看基因如何应对。富集基因的丧失表明其在药物敏感性中的作用;增强的基因富集意味着它介导抗性。

“通过操纵每种基因编码和非编码的表达 - 测试其对ARA-C的敏感性的影响，并通过随后将数据与AML患者集成，我们能够识别新的治疗目标”BESTER。

Pandolfi说:“现在我们可以对每一种药物都这样做。”“我们分析的真正力量在于对多个数据流的整合。”

通过整合编码和非编码基因的全基因组筛选，这种新方法也让Pandolfi的团队了解到相邻的非编码基因和编码基因是如何相互调节的。研究人员已经知道，ncrna往往位于它们所介导的基因附近。通过再问一个关于数据的问题——哪一个基因附近是吗?- Pandolfi和同事确定了数百个ncrna的功能。

“我们发现了几十个重要的新遗传单位，影响了对化疗的敏感性，并且能够使它们能够调节它们，因为我们可以将它们与附近的编码基因联系起来，”Pandolfi说。

更重要的是，集成的高通量方法识别潜在的NCRNA生物标志物，可以帮助医生诊断和治疗疾病。新的筛选技术的力量在于将98％的非编码遗传物质纳入一次认为在细胞中没有作用。

“使用百分之占用的可用信息给了我们一定的预测力量，”Pandolfi说。“使用98％给出了更多的力量。将它们放在一起，我们的预测将变得更加强大。”

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