Mengapakah keabnormalan perkembangan berlaku? Apakah yang menyebabkan penyakit seperti kanser? Pasukan penyelidik dari Universiti Tongji telah menghasilkan jawapan baharu.

　　北京時間4月9日23時，同濟大學醫學院、同濟大學附屬東方醫院心臟病全國重點實驗室尹貽蒙研究團隊與劍橋大學研究團隊合作研究成果在線發表於《自然》(Nature)雜誌，論文題為“DNA-guided transcription factor interactions extend human gene regulatory code“(DNA介導的轉錄因數間協同作用延展了人類基因調控密碼)。

Kajian ini menembusi mod penyelidikan tradisional gen pengawalseliaan faktor transkripsi tunggal, dan menunjukkan bahawa faktor transkripsi yang berbeza sering mengenali kod pengawalseliaan baharu melalui tindakan sinergistik dan mengambil bahagian dalam aktiviti kehidupan seperti perkembangan embrio, dan mutasi dalam kod baharu berkait rapat dengan berlakunya penyakit seperti displasia atau kanser.

Semua maklumat yang diperlukan oleh tubuh manusia untuk berkembang dan berkembang terkandung dalam genom manusia. Faktor transkripsi sering mentafsir pelbagai maklumat yang terkandung dalam jujukan DNA yang berbeza dengan cara yang sinergistik, dan mengambil bahagian dalam semua aktiviti kehidupan sel dengan mengawal ekspresi gen khusus spatiotempor. Mutasi dalam faktor transkripsi atau jujukan DNA yang mereka kenali sering menyebabkan displasia atau membawa kepada pelbagai penyakit seperti kanser.

Dengan bantuan teknologi saringan pemprosesan tinggi dan biologi pengiraan, pasukan penyelidik secara sistematik menilai sama ada lebih daripada 2198 kombinasi faktor transkripsi boleh mengikat DNA secara sinergistik, mengenal pasti 0 pasang faktor transkripsi sinergistik, dan menyelesaikan motif DNA yang diiktiraf oleh faktor transkripsi sinergistik (Rajah a). Penyelidikan lanjut telah mendedahkan bahawa sinergi antara faktor transkripsi tidak boleh diramalkan oleh alat AI seperti AlphaFold (Rajah B). Oleh itu, pangkalan data yang paling komprehensif mengenai kesan sinergistik faktor transkripsi dan perpustakaan motif DNA bagi pengiktirafan faktor transkripsi sinergistik yang disediakan oleh kajian ini menyediakan sokongan data penting dan asas teori bagi saintis untuk meneroka secara mendalam pelbagai fungsi biologi faktor transkripsi.

Pasukan penyelidik juga mendapati bahawa kesan sinergistik membawa kepada perubahan dalam jujukan DNA yang diiktiraf oleh lebih daripada 800 pasang faktor transkripsi. Tikus yang disunting gen menunjukkan bahawa jujukan DNA baru yang diiktiraf oleh faktor transkripsi sinergistik boleh memacu ekspresi khusus sel gen utama dan memainkan peranan penting dalam keputusan nasib sel pada awal pembangunan (Rajah C).

Kajian ini memperluaskan kod kawal selia genom manusia daripada dimensi yang lebih tinggi, dan mengesahkan bahawa faktor transkripsi sinergistik boleh membimbing ekspresi khusus sel gen utama dan mengawal proses biologi khusus ruang-masa seperti perkembangan embrio awal dengan mentafsir kod kawal selia baru ini. Penemuan kod kawal selia baharu memberikan idea baharu untuk rawatan peribadi pelbagai penyakit seperti displasia dan kanser.

Profesor Yin Yimeng dari Universiti Tongji dan Profesor Jussi Taipale dari Universiti Cambridge adalah pengarang bersama kertas itu, dan Zhiyuan Xie, seorang penyelidik dari Sekolah Perubatan Universiti Tongji dan Hospital Timur Universiti Tongji, dan Dr. Ilya Sokolov dari Universiti Cambridge adalah pengarang pertama bersama kertas itu. Penyelidikan itu disokong oleh Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China, Kementerian Sains dan Teknologi, dan Pusat Penyelidikan Otak dan Saraf Tunjang Universiti Tongji.