分享至
Nature：从基因到功能，红细胞全基因组关联研究
一项新研究正揭示机体如何生成红血细胞，以及随时调控红细胞中血红蛋白(haemoglobin)量的机制。利用全基因组分析技术，研究人员将有可能与红细胞形成相关的遗传区域数量增加了一倍，随后的果蝇研究获得了关于这些区域功能的一些新认识。相关成果发表在《自然》(Nature)杂志上。
血红蛋白是一种负责从肺脏中捕获氧气，并将其输送给组织的蛋白。它让红细胞的颜色变成红色，每天血液干细胞会生成数以亿计的新鲜红细胞，以替换走到生命周期尽头的那些细胞。如果新鲜红细胞生成不足或是它们的生命周期缩短，便会随之导致贫血发生。新遗传信息为未来揭示调控红细胞大小数量和血红蛋白水平的新生物信号通路与机制，了解贫血的根源奠定了基础。
研究人员采用全基因组关联研究鉴别了一些遗传区域，它们似乎影响了红细胞的形成以及它们的血红蛋白含量。
论文的主要作者、伦敦帝国学院John Chambers 博士说：“我们研究了红细胞6个不同物理参数背后的遗传影响，这些参数反映了红细胞的体积、数量以及血红蛋白的水平。最初的遗传关联研究调查了 135,367人的基因组，鉴别出了75个直接影响红细胞这些不同性状的遗传区域。超过一半(43个遗传区域)是新的研究发现。”
利用计算生物学方法，研究小组仔细检测了这75个遗传区域，以及位于这些区域附近的3000个负责蛋白质生成的基因。他们将该列表中121个“候选”基因或有可能调控红细胞某一性状的基因优先排序，利用来自公共数据模式系统的信息以及新生成的果蝇数据调查了它们的功能。
论文的主要作者、剑桥大学及英国国家医疗服务系统血液和移植协会(NHS Blood and Transplant)Willem Ouwehand教授说：“我们的工作展示了如何利用果蝇和小鼠等模式系统提供关于人类遗传学的见解。我们搜索了一个小鼠基因组数据库，发现我们的121 个候选基因中有29个与小鼠的红细胞形成相关联。
“过往的研究揭示：当这些基因的功能关闭之时，小鼠常常会发生红细胞数量减少以及贫血。小鼠中获得的这些研究发现表明，余下的这些当前还一无所知的候选基因极有可能是人类红细胞形成重要的调控子。”
为了更进一步的研究，随后研究小组在果蝇中抑制或是“沉默”了这些候选基因的活性。尽管果蝇没有红细胞，它们与人类共有一些导致血液成分形成的基因功能。这些研究证实在人类中控制红细胞性状的数组基因，也在果蝇的血细胞形成中起重要作用。
论文的主要作者、Wellcome Trust Sanger 研究所Nicole Soranzo 博士说：“这些结果支持了以下的观点：即遗传关联研究确定的数组基因在广泛的物种中进化保守。这非常令人感到兴奋，因为它意味着我们可以通过研究模式生物，获得有关人类健康的遗传和生物学信号通路的新认识。”
“虽然我们鉴别的大多数基因的基本机制还有待阐明，我们的研究工作为未来在实验室展开研究，生成临床用血细胞打开了多扇大门，并有可能提供一些新的见解，促使改善遗传性贫血患者的治疗。”
