Engineering Customized Cell Sensing and Response Behaviors Using Synthetic Notch Receptors
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运用RNA-seq 技术并构建多个minigene进行一系列分子细胞学实验,探究SF3B1的突变对众多基因的前体mRNA 剪接的调控机制。
研究思路
1. 对大量的有SF3B1的突变肿瘤样本进行RNA-seq,分析发现SF3B1的突变影响大量基因的前体mRNA剪接 ;
2. 构建众多基因的minigene 进行分子细胞实验,探索突变的SF3B1调控大量基因剪接的机制;
3. 总结出突变的SF3B1促进识别可变分支位点的分子调控模型。
文章亮点
1.第一次揭示了SF3B1的癌症相关性突变通过促进使用可变分枝位点的方式影响可变剪接的调控机制。
该论文提出了一种全新的CLIP方法,称为enhanced CLIP (eCLIP)。该方法为RBPs在全基因组范围内的maps提供了一个更加强大,标准化的框架。显著的降低了测序过程中所需要扩增的次数,并且极大地提高了RBPs文库可读百分比的成功率。此外,eCLIP还改善了配对input controls的发现auehentic位点的信噪比。
通过对小鼠睾丸上皮绒毛和腺窝干细胞进行RNA-seq和CHIP-seq研究,发现基因的二价启动子在干细胞和组织特化细胞中的不同分布情况,以及组蛋白修饰marker在不同细胞中对基因表达调控的差异。
研究者们利用TCGA、ICGC和其他已发表的高通量测序数据(图1),绘制了人类肿瘤的变异图谱。图谱信息包括以下几类癌症功能事件(Cancer Functional Events, CFE):1、表现出定向选择特征的高突变率的癌症基因;2、反复发生的拷贝数差异变化;3、启动子区的超甲基化CpG位点。通过分析超过11000名病人的肿瘤样本信息,研究者们确定了1699种癌症特异CFE,并进一步合并为1273种泛癌症CFE。
慢性阻塞性肺部疾病(Chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一种复杂,削弱肺部功能的疾病,主要临床和病理表现包括从气道炎症(慢性支气管炎),肺组织破坏(肺气肿)小气道重塑等(1,2)。COPD的发病机制至今仍然不明确,但是它涉及到肺部对香烟烟雾(cigarette smoke, CS)的异常炎症和细胞反应失调(1)。目前研究表明吸烟和遗传是COPD最大的危险因素(3)。本文作者之前通过对人类全基因组进行全基因组关联分析(genome-wide association studies, GWAS)确定IRP2(也称为IREB2)是COPD的主要候选基因(4-6),此后作者证明IRP2蛋白在COPD患者的肺部含量增加(4)。已有的研究表明IRP2基因位于人类15q25染色体上,该染色体上还包括编码烟碱乙酰胆碱受体的几个部件的基因。此外 GWAS分析表明15q25还与肺癌,外周动脉疾病和尼古丁成瘾相关(7-10)。铁调节蛋白(The iron-regulatory proteins, IRPs)IRP1和IRP2尤其是IRP2负责调节哺乳动物体内细胞铁离子的平衡(11)。IRPs在十二指肠,脊髓和中枢神经扮演非常重要的生理角色,同时IRPs也可能是肺动脉高压和神经性病变等疾病发病原因(12-15)。在细胞内铁耗尽的情况下,IRPs通过与位于mRNA上铁体内平衡基因的铁反应元件(iron-response elements, IREs)结合,导致其翻译被抑制从而降低铁的储存并同时增加铁摄取(12,15)。但是IRP2在肺部的生理功能以及IRP2的mRNA转录还不是很清楚,同时IRP2在肺部暴露在香烟烟雾中COPD发病的响应机制也不是很明确。因此,作者试图通过将COPD实验中小鼠模型和人COPD数据整合,阐述由香烟烟雾引起的COPD中IRP2的功能。
受到RBA结合蛋白控制的可变剪接过程可能影响大部分基因的表达。近年来越来越多的实验表明,可变剪接的失调可能以多种方式影响癌症的发生和发展。癌症特异性的可变剪接具有显著的诊断价值,是极有价值的癌症标记,也是潜在的药物靶标。目前科学家们已发现了一些具有可变剪接的癌症相关基因,但癌症中可变剪接的调控网络还有待细致发掘。
1. 在微生物组中的差异,与各种身体部位的癌症发展有一定关联,包括胃、肠、肝、肺和皮肤。
2. 越来越多的证据表明,乳腺微生物组中的变化,可能与肿瘤的发展和肿瘤侵袭性有关,并且,消除危险的微生物或恢复正常的微生物群,可能会逆转这一过程。
1. 神经干细胞具有自我更新能力,能够分化产生神经组织中不同细胞类型的细胞,它的功能失调与许多神经退行性疾病的发生和发展密切相关。
2. 成体神经干细胞数量稀少,所处环境复杂,使得在体识别、解析成体神经干细胞的分子特征及示踪成体干细胞的分化谱系面临巨大的挑战。
3.近年来,单细胞转录组测序分析技术有很大的发展。