一种新的技术来揭示隐藏基因组

数千个编码微蛋白和多肽的短RNA序列已经被鉴定出来，为疾病研究和药物开发开辟了新的途径。

　　

杜克大学-新加坡国立大学心血管和代谢疾病(CVMD)项目研究员、该研究的第一作者、计算生物学家Sonia Chothani博士解释说:“我们对已知的蛋白质编码的2%基因组的大部分了解来自寻找蛋白质编码的长链核苷酸序列，或长开放阅读框。然而，最近科学家们发现了小的开放阅读框(smORFs)，也可以从RNA翻译成小肽，在DNA修复、肌肉形成和基因调节中发挥作用。”

科学家们一直试图识别smORFs和它们编码的小肽，因为破坏这些smORFs会导致疾病。然而，目前可用的方法非常有限。

“目前的很多数据集都不能提供足够详细的信息来识别RNA中的smORFs，”Chothani博士补充说。其中大部分还来自对永生人类细胞的分析，这些细胞繁殖——有时长达数十年——用于研究细胞生理学、功能和疾病。然而，这些细胞系并不总是人类生理机能的准确表征。”

Chothani和她在新加坡、德国、英国和澳大利亚的同事在《Molecular Cell》杂志上发表文章，描述了他们开发的一种解决这些问题的方法。他们筛选了目前可用的核糖体分析数据集，以寻找具有周期性三碱基段的短链RNA，覆盖了超过60%的RNA长度。然后，他们进行了自己的RNA测序和核糖体分析，生成了六种类型的细胞和五种类型的组织的综合数据资源，比如来自心脏和大脑的数据，来自数百名患者。

对这些数据的分析确定了近8,000个smORFs。有趣的是，它们对发现它们的组织具有高度的特异性，这意味着这些smORFs可能执行特定于其环境的功能。该团队还发现了603种由这些smORFs编码的微蛋白。

该研究的资深作者、来自CVMD项目的助理教授Owen Rackham说:“基因组中布满了smORFs。我们全面的、空间解析的人类smORFs地图强调了基因组中被忽视的功能组件，确定了健康和疾病领域的新参与者，并为科学界提供了一个资源，作为加速发现的平台。”

杜克大学-新加坡国立大学高级副院长Patrick Casey教授说:“随着医疗保健系统的发展，不仅可以治疗疾病，还可以预防疾病，确定疾病研究和药物开发的潜在新目标，可以为新的解决方案开辟途径。Chothani博士和她的团队的这项研究，作为科学界的资源发表，为该领域带来了重要的见解。”

Sonia P. Chothani, Eleonora Adami, Anissa A. Widjaja, Sarah R. Langley, Sivakumar Viswanathan, Chee Jian Pua, Nevin Tham Zhihao, Nathan Harmston, Giuseppe D’Agostino, Nicola Whiffin, Wang Mao, John F. Ouyang, Wei Wen Lim, Shiqi Lim, Cheryl Q.E. Lee, Alexandra Grubman, Joseph Chen, J.P. Kovalik, Karl Tryggvason, Jose M. Polo, Lena Ho, Stuart A. Cook, Owen J.L. Rackham, Sebastian Schafer. A high-resolution map of human RNA translation. Molecular Cell, 2022; 82 (15): 2885