每日经济新闻 2023-11-28 08:12:28
每经编辑 杜宇
据科技日报11月28日消息，美国西北大学研究人员发现了一种新的重复基因簇序列，该序列仅在人类和非人灵长类动物中表达。这是第一个在人类基因组中重复出现的、具有灵长类独有特性的延长因子。该发现是人类基因组生物学的一项突破，对未来在转录调控、人类进化和重复DNA序列方面的研究具有广泛意义。这一发现发表在最新一期《科学进展》上。
图片来源：科技日报
当前研究中，在对人类细胞系中的一种抗癌化合物进行表征时，研究团队偶然发现了一组以前未被表征的编码ELOA3蛋白的基因。该蛋白与延伸蛋白A（ELOA）蛋白关系密切，此前人们已经研究了ELOA蛋白在调节RNA聚合酶Ⅱ（RNAPⅡ）转录中的作用，RNAPⅡ是基因表达的必需过程。
研究人员表示，一般来说，单个人类蛋白质由单一基因编码，密切相关的蛋白质可能由位于不同染色体位置的不同基因编码。然而，就ELOA3而言，位于同一基因位点的多个基因编码相同的蛋白质这一特征，使其成为一个有趣的研究对象。
进一步研究发现，ELOA3基因簇是人类和非人灵长类动物独有的，ELOA3基因重复数因个体和灵长类物种而异。这些观察结果表明，ELOA3基因簇在研究的灵长类物种中经历了协同进化和基因同质化。
利用蛋白质生物化学技术，研究团队发现ELOA3与ELOA蛋白形成了一种不同的蛋白质复合体，通过独特的生化机制调节RNAPⅡ转录。
研究人员表示，ELOA3作为一种新型灵长类动物特有的RNAPⅡ延长因子，其发现不仅增强了人们对人类基因组生物学的理解，也为癌症靶向药物设计打开了一扇窗。ELOA3重复簇的动态性质可能反映了它在调节个体之间基因表达可变性方面的独特作用。
当地时间2022年3月31日，《科学》杂志连续发6篇论文报告，公布了由国际科学团队“端粒到端粒”（T2T）联盟研究出的首个完整无间隙人类基因组序列，填补了近20年来缺失的“拼图”碎片。
图片来源：《科学》杂志官网
人类基因组计划被誉为生命科学的 “登月计划”。1990年，人类基因组计划由美国能源部和NIH投资，预期在15年内完成。2001年2月12日，由6国科学家共同参与的国际人类基因组计划首次公布人类基因组图谱及初步分析结果。2003年，研究人员公布了当时被称为完整的人类基因组序列，但其中有大约8%尚未完全破译，主要是因为它包含的高度重复的DNA片段难以与其他部分啮合。
研究人员表示，这部分“空白”间隙很难被测序，这主要是因为它由高度重复的DNA“砖块”构成，“就像是拿着好几块相同的拼图碎片一样，很难把它和其他的碎片拼在一起。”
而 “端粒到端粒”联盟此次发表的新研究成果则是填补了这部分的空白。研究人员通过新的纳米机器设备与核心技术，得到了被称为T2T-CHM13的无间隙版本参考序列，这基因组由30.55亿个碱基对和19969个蛋白质编码基因组成。
这是史上第一个完整的、无间隙的人类基因组序列，它首次揭示了高度相同的节段重复基因组区域及其在人类基因组中的变异。
美国国家人类基因组研究所的高级研究员亚当菲利普博士表示，“获得完整的人类基因组序列就像换上了一副新眼镜，当我们对某人的基因组进行测序时，我们将能识别所有的DNA变体，并利用这些信息更好地指导医疗保健工作。”
每日经济新闻综合科技日报、《科学》杂志官网、每日经济新闻（记者 张凌霄 ）
封面图片来源：每经记者 张建 摄
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