《Nature | 全球不同人群基因表达变异的来源》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-07-19
  • 2024年7月17日, 约翰霍普金斯大学的研究人员在Nature发表了题为Sources of gene expression variation in a globally diverse human cohort的文章。

    影响基因表达和剪接的遗传变异是表型多样性的一个重要来源。尽管这些研究很有价值,但调查人类中这些联系的研究却严重偏向于欧洲血统的参与者,这限制了研究的普遍性并阻碍了进化研究。

    为了解决这些局限性,该研究开发了 MAGE,这是一个开放存取的淋巴母细胞系 RNA 测序数据集,来自 1000 基因组计划的 731 个个体,分布在 5 个大陆组和 26 个人群中。基因表达(92%)和剪接(95%)的大多数变异分布在人群内部和人群之间,这反映了 DNA 序列的变异。研究人员绘制了遗传变异与附近基因的表达和剪接之间的关联图(分别为顺式表达数量性状位点(eQTLs)和顺式剪接 QTLs(sQTLs))。

    研究人员发现了超过 15,000 个推测为因果关系的 eQTL 和超过 16,000 个推测为因果关系的 sQTL,它们富集了相关的表观基因组特征。其中包括 1,310 个 eQTL 和 1,657 个 sQTL,它们在很大程度上不属于代表性不足的人群。该研究的数据进一步表明,eQTL 的因果效应的大小和方向在不同人群中高度一致。此外,以往研究中观察到的明显的 “种群特异性 ”效应在很大程度上是由低分辨率或未检测到的相同基因的额外独立 eQTLs 驱动的。

    总之,该研究拓展了我们对人类基因表达多样性的理解,为研究人类基因组的进化和功能提供了一个包容性资源。


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    • 编译者:李康音
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    • 2024年6月19日,哥廷根大学Heike Krebber通讯在Nature发表题为dsRNA formation leads to preferential nuclear export and gene expression的文章,发现了一种涉及双链RNA(dsRNA)的基因表达调控的新机制。这一发现解释了一个长期存在的问题,即为什么许多长的非编码RNA(lncRNA)在明显缺乏编码潜力的情况下会被输出到细胞质。 研究人员发现,反义RNA(antisense RNA, asRNA)可以在解旋酶Dbp2的促进下与有义RNA形成dsRNA。值得注意的是,这些dsRNA主要定位在细胞质中,这与单链RNA(ssRNA)通常观察到的核保留相反。这种优先的细胞质定位归因于核输出受体Mex67介导的dsRNA的输出增强。 该团队证明,与ssRNA相比,Mex67对dsRNA表现出更高的结合亲和力。这种优先结合使dsRNA能够更快地从细胞核输出,从而增加其在细胞质中的存在。dsRNA的更快输出导致了基因表达的增强,如有义转录物的蛋白质水平增加。重要的是,dsRNA的形成似乎对应激反应或发育过渡期间的细胞表达程序发生变化至关重要。研究人员观察到,应激条件导致asRNA水平增加,同时其相应意义的mRNA上调。这表明dsRNA的形成可能是一种快速调节基因表达以应对细胞挑战的机制。 该研究确定DEAD-box解旋酶Dbp2是dsRNA形成的关键参与者。在缺乏Dbp2的情况下,细胞表现出dsRNA水平的显著降低,并伴随着poly(a)+RNA在细胞核中的积累。这一发现不仅突出了Dbp2在dsRNA生物发生中的重要性,而且揭示了它在支持mRNA输出中的作用。这项研究的意义深远,为在真核生物基因组中观察到的asRNA的普遍转录提供了一个潜在的解释,并为这些看似无功能的转录物如何参与基因调控提供了见解。此外,dsRNA的优先核输出为我们理解核质RNA运输及其对基因表达的影响增加了一层新的复杂性。 这项研究提出了关于这种机制在不同物种中的潜在保护及其在各种生物过程中的相关性的问题,包括发育、应激反应和疾病发病机制。此外,它可能会促使人们重新评估许多先前被视为转录噪声的lncRNA的功能意义。总之,这项研究强调了dsRNA形成在通过优先核输出调节基因表达中的重要性,挑战了目前对RNA生物学的理解,并为反义转录的功能相关性提供了一个新的视角。
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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-02-20
    • 2024年2月14日,海军军医大学王红阳院士/陈磊研究员课题组联合北京大学生物医学前沿创新中心/北京未来基因诊断高精尖创新中心白凡教授课题组、杜克-新加坡国立大学医学院Steven G. Rozen教授课题组以及福建和瑞基因吴琳博士团队合作在Nature在线发表了题为 Deep whole-genome analysis of 494 hepatocellular carcinomas 的最新研究成果。该研究完成了中国人群肝细胞癌全基因组深度特征分析(Chinese Liver Cancer Atlas, CLCA)。 该研究对494例来自中国不同地区的肝细胞癌患者肿瘤组织进行了高深度的全基因组测序(平均120x),深入分析了编码区和非编码区的驱动基因、突变印记、拷贝数变异、聚集式变异事件(clustered alteration:chromothripsis, chromoplexy和kataegis)、染色体外环状DNA(extrachromosomal circular DNA, ecDNA)以及突变演进规律等特征,揭示了以HBV相关肝细胞癌为主的全基因组变异景观,为深入理解中国人群肝细胞癌的演进机理提供了重要的线索。