研究人员开发了研究人类疾病遗传学的新方法

- 编辑:大众自然网 -

研究人员开发了研究人类疾病遗传学的新方法

许多可遗传的免疫疾病,如类风湿关节炎和与血细胞相关的特性,都是由于关键蛋白质的制造或功能不正确而导致的。但是,究竟一个人的基因如何,这些基因的调控,以及产生的蛋白质如何相互作用导致疾病,还没有被广泛了解。

在《自然遗传学》上发表的一篇新论文中,芝加哥大学的研究人员发现,RNA的一种化学修饰,n6 -甲基ladenosine (m6A),在人类疾病遗传中扮演着重要角色。

通过研究免疫细胞,他们发现m6A水平的异常可能与自身免疫性疾病和血细胞相关特征有关。理解了这种关系,我们就有机会改变这一过程,治疗人类遗传疾病。

“这是遗传学领域一个非常现代的话题,我们采用了不同于其他研究的方法,”芝加哥大学研究生、该论文的第一作者张子杰(Zijie Zhang)说。“许多研究集中在遗传变异在转录中的作用(将DNA转化为信使RNA),而我们的研究表明,遗传变异也参与了m6A介导的转录后调控,如翻译(将信使RNA转化为蛋白质)。”

通过使用QTL作图的统计方法分析m6A的数据,研究人员发现,m6A在调节疾病易感性方面的影响与它在RNA剪接方面的影响一样大,而m6A的影响只有基因表达的一半左右。QTL作图将表型特征与基因变异联系起来。

通过研究m6A与疾病相关的机制,研究人员可能向开发这些疾病的治疗方法又迈进了一步。m6A的基因修饰可能意味着mRNA没有被翻译成必需的蛋白质。未来的疗法可以针对这一途径来调整疾病易感基因的m6A水平,而不替换改变m6A功能的遗传密码。

看到m6A与疾病遗传能力的关联有助于科学界更广泛地理解转录后调控在常见疾病中发挥重要作用。

“我们还不知道与常见病相关的基因变异的机制,”人类遗传学助理教授和论文的共同高级作者贺新博士说。“我们的论文提供了一些例子,其中免疫特征的遗传变异改变了特定基因中的m6A水平,提出了从基因型变异到表型变异的可能途径。这种方法可以指向潜在的治疗靶点。”

研究者还发现,m6A对mRNA的翻译既有促进作用,也有抑制作用,而以往对单个m6A解读蛋白(如YTHDF1)的研究仅集中于m6A的翻译促进作用。“我们发现m6A对翻译有异质影响,其工作方式因上下文不同而不同,这为广受好评的模型增加了新的见解,即m6A通过与解读蛋白的相互作用促进翻译效率和mRNA衰变,”Zijie Zhang说。

此外,本研究的统计分析方法也为其他团队采用类似方法了解其他疾病奠定了基础。例如,根据何欣的说法,同样的方法可以用于研究脑组织,看看m6A是否在神经精神疾病中起作用。

“这些新颖的方法可以被广泛应用于直接研究人体组织,因此这是一项非常令人兴奋的研究,”合著者贺川博士说,他是化学系和生物化学与分子生物学系的特聘教授。