2014年12月8日

比较小鼠和人类基因组

乍看上去

  • 一个国际研究人员小组深入了解了小鼠和人之间基因组之间的异同。
  • 这些发现将帮助科学家更好地了解如何以及何时将小鼠模型最有效地用于研究人类生物学和疾病。
小鼠和DNA序列。 人类和小鼠基因组中功能元件的全面目录为研究哺乳动物生物学和人类疾病机制提供了强大的资源。

研究人员经常转向模拟生物,以了解人体的复杂分子机制。长期以来,小鼠一直被用来了解基因功能,疾病和药物开发。但是,并非鼠标生物学的所有方面都反映了人类生物学。了解哪些方面是相似的,将使科学家能够确定何时小鼠可以最有效地用作有用的模型生物。

鼠标ENCODE项目是ENCODE(或DNA元素百科全书)程序的一部分,旨在检查与调控小鼠和人类基因组有关的遗传和生化过程。由美国国立卫生研究院国家人类基因组研究所(NHGRI)发起的ENCODE已建立了人类和小鼠基因组中功能元件的综合目录。这些成分包括提供构建蛋白质指令的基因,非蛋白质编码基因以及控制基因何时在不同细胞和组织中表达(打开和关闭)的调节元件。

ENCODE科学家对123种不同的小鼠细胞类型和组织应用了几种基因组学方法,然后将它们与人类基因组进行了比较。结果出现在4篇论文中 性质 以及2014年11月20日的几篇相关论文 科学, 美国国家科学院院刊,以及其他期刊。

研究人员发现,从总体上讲,基因调控和其他对哺乳动物生物学重要的系统在小鼠和人类之间有许多相似之处。与人类疾病相关的特定DNA序列差异通常在小鼠基因组中具有对应物。在一个物种中表达模式相关的基因在另一个物种中也倾向于相似地相关。这些发现证实了使用小鼠模型研究某些人类疾病的重要性。

然而,研究人员发现了许多物种之间没有共享的DNA变异和基因表达模式。了解这些差异会增强小鼠作为模型生物的价值。例如,免疫系统的许多基因的调节元件和活性,代谢过程和应激反应在小鼠和人类之间有所不同。

“总体而言,基因调控机制和网络在小鼠和人类中都是保守的,但细节差异很大。”斯坦福大学的资深共同作者,斯坦福大学的迈克尔·斯奈德博士指出。 性质 研究。 “通过了解差异,我们可以了解如何以及何时最佳使用鼠标模型。”

国家卫生研究院主任Eric Green博士说:“这些结果提供了有关小鼠基因组如何工作的大量信息,以及科学家可以以此为基础进一步了解小鼠和人类生物学的基础。”

ENCODE数据可与生物医学界自由共享。迄今为止,研究人员已经在大约50种出版物中使用了鼠标资源。

相关链接

参考文献: 小鼠基因组中DNA元素的比较百科全书。 岳F,郑Y,布雷斯基A,维尔斯特J,吴W,雷巴T,桑德斯特罗姆R,马Z,戴维斯C,教皇BD,沉Y,佩尔沃辛DD,杰巴利S,瑟曼RE,考尔R,雷恩斯E,基里卢萨A ,Marinov GK,Williams BA,鳟鱼D,Amrhein H,Fisher-Aylor K,Antoshechkin I,DeSalvo G,See LH,Fastuca M,Drenkow J,Zaleski C,Dobin A,Prieto P,Lagarde J,Bussotti G,Tanzer A ,Denas O,Li K,Bender MA,Zhang M,Byron R,Groudine MT,McCleary D,Pham L,Ye Z,Kuan S,Edsall L,Wu YC,Rasmussen MD,Bansal MS,Kellis M,Keller CA,Morrissey CS,Mishra T,Jain D,Dogan N,Harris RS,Cayting P,Kawli T,Boyle AP,Euskirchen G,Kundaje A,Lin S,Lin Y,Jansen C,Malladi VS,Cline MS,Erickson DT,Kirkup VM,学到K,Sloan CA,Rosenbloom KR,Lacerda de Sousa B,Beal K,Pignatelli M,Flicek P,Lian J,Kahveci T,Lee D,Kent WJ,Ramalho Santos M,Herrero J,Notredame C,Johnson A,Vong S ,李K,贝茨D,内里F,迪格尔M,坎菲尔德T,萨博PJ,威尔肯MS,雷特TA,吉斯特E,谢弗A,库蒂文T,豪根E,邓恩D,雷诺兹AP,N eph S,Humbert R,Hansen RS,De Bruijn M,Selleri L,Rudensky A,Josefowicz S,Samstein R,Eichler EE,Orkin SH,Levasseur D,Papayannopoulou T,Chang KH,Skoultchi A,Gosh S,Disteche C,Truting P,Wang Y,Weiss MJ,Blobel GA,Cao X,Zhong S,Wang T,Good PJ,Lowdon RF,Adams LB,Zhou XQ,Pazin MJ,Fe​​ingold EA,Wold B,Taylor J,Mortazavi A,Weissman SM, Stamatoyannopoulos JA,Snyder MP,Guigo R,Gingeras TR,Gilbert DM,Hardison RC,Beer MA,Ren B;鼠标编码联盟。 性质。 2014年11月20日; 515(7527):355-64。 doi:10.1038 / nature13992。 PMID:25409824。

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资金: 美国国立卫生研究院国家人类基因组研究所(NHGRI),国家普通医学研究所(NIGMS),国家癌症研究所(NCI),糖尿病,消化道和肾脏疾病研究所(NIDDK),Eunice Kennedy Shriver国家儿童健康与人类研究所发展(NICHD),国家心脏,肺和血液研究所(NHLBI),国家环境健康科学研究所(NIEHS),国家药物滥用研究所(NIDA),国家心理健康研究所(NIMH),国家神经病学研究所中风(NINDS)和NIH共同基金;西班牙国家计划;惠康信托;霍华德·休斯医学研究所;国家科学基金会;以及《美国复苏与再投资法案》。