m.quanpro.cn
斑馬魚(yú)模型：遺傳數(shù)據(jù)圖譜
本文為轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處
作者：Mia
導(dǎo)讀：斑馬魚(yú)得益于自身的實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)已成為醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)研究中第二大最常用的動(dòng)物模型。迄今為止，科學(xué)家們已經(jīng)使用斑馬魚(yú)模型完成了許多具有里程碑意義的研究。可惜的是，它缺乏類(lèi)似于其他動(dòng)物模型中的系統(tǒng)功能注釋程序。最近，有一支龐大的國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)對(duì)斑馬魚(yú)基因信息進(jìn)行了編目，構(gòu)建了目前最全面的斑馬魚(yú)遺傳數(shù)據(jù)圖譜。
最新發(fā)表在《Nature Genetics》的一項(xiàng)研究表明，醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)的研究人員將受益于迄今為止最全面的斑馬魚(yú)遺傳數(shù)據(jù)圖譜。該圖譜將幫助研究人員更好地研究各種類(lèi)型的癌癥、心臟病和神經(jīng)退化，并可能促進(jìn)更多研究人員在實(shí)驗(yàn)中取代哺乳動(dòng)物模型。
https://www.nature.com/articles/s41588-022-01089-w
斑馬魚(yú)的歷史功績(jī)
01
斑馬魚(yú)是醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)研究中第二大最常用的動(dòng)物模型，它是可以用于研究胚胎發(fā)育和模擬人類(lèi)疾病的流行生物。斑馬魚(yú)為什么這么受歡迎？斑馬魚(yú)模型的普及得益于它的實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)：它具有方便的基因操作工具和廣泛的遺傳資源，并且它與人類(lèi)之間疾病基因和機(jī)制的有著高度保守性。斑馬魚(yú)像胚胎一樣透明生長(zhǎng)，并且具有不同尋常的再生特性，這些特性能夠讓研究人員洞察人類(lèi)的狀況，因此它是研究各種疾病和失調(diào)的理想候選者。
迄今為止，科學(xué)家們已經(jīng)使用斑馬魚(yú)模型完成了許多具有里程碑意義的研究。斑馬魚(yú)在基因組研究中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)了染色質(zhì)標(biāo)簽、啟動(dòng)子使用的 DNA 編碼、DNA甲基化和轉(zhuǎn)錄后信使 RNA 調(diào)控的調(diào)控模式。而斑馬魚(yú)單細(xì)胞基因組學(xué)開(kāi)創(chuàng)了在發(fā)育過(guò)程中空間分辨譜系特異性轉(zhuǎn)錄組的應(yīng)用，比較基因組學(xué)預(yù)測(cè)了保守的調(diào)控元件及其長(zhǎng)程靶基因。此外，利用斑馬魚(yú)轉(zhuǎn)基因的易用性，自動(dòng)化的體內(nèi)成像和圖像處理，可以升級(jí)到高通量，提供了所預(yù)測(cè)疾病相關(guān)的人類(lèi)增強(qiáng)子的驗(yàn)證。
完善斑馬魚(yú)的功能注釋
02
可惜的是，到目前為止，它缺乏類(lèi)似于其他動(dòng)物模型中的系統(tǒng)功能注釋程序。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員成立了國(guó)際DANIO-CODE聯(lián)盟，并創(chuàng)建了一個(gè)中央存儲(chǔ)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)和處理斑馬魚(yú)發(fā)育功能基因組數(shù)據(jù)。DANIO-CODE 聯(lián)盟是一個(gè)由27個(gè)實(shí)驗(yàn)室組成的團(tuán)隊(duì)，他們共同合作對(duì)已發(fā)表的開(kāi)放性數(shù)據(jù)集進(jìn)行編目，并采用新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。這項(xiàng)工作促成了14萬(wàn)個(gè) DNA 區(qū)域參與調(diào)節(jié)斑馬魚(yú)的基因表達(dá)。
這項(xiàng)研究抽取了1802個(gè)樣本，每個(gè)樣本有數(shù)百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，為轉(zhuǎn)基因育種、發(fā)育和疾病的遺傳研究提供了最廣泛的候選DNA區(qū)域。研究的論文于7月4日發(fā)表在雜志上，其中詳細(xì)介紹了一些胚胎發(fā)育階段中涉及的DNA元素，并改進(jìn)了對(duì)斑馬魚(yú)和小鼠之間的遺傳等價(jià)性的理解。
Synteny投影揭示了斑馬魚(yú)和小鼠之間表觀遺傳特征的守恒。圖片來(lái)源：https://www.nature.com/articles/s41588-022-01089-w
DANIO-CODE 通過(guò)以下方式對(duì)正在發(fā)育的斑馬魚(yú)基因組進(jìn)行功能注釋?zhuān)?1) 收集全球38個(gè)實(shí)驗(yàn)室的所有已發(fā)表和產(chǎn)生的新基因組數(shù)據(jù)，并規(guī)范元數(shù)據(jù)注釋?zhuān)?2) 創(chuàng)建和維護(hù)一個(gè)單一數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)中心 (DCC)，用于斑馬魚(yú)基因組數(shù)據(jù)的持續(xù)積累和用戶下載；(3) 開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的分析管道，重新映射所有測(cè)序數(shù)據(jù)集；(4) 生成一個(gè)集成的軌道樞紐，允許與常見(jiàn)的基因組瀏覽器可視化。此外，DANIO-CODE對(duì)這些數(shù)據(jù)集進(jìn)行綜合分析，以促進(jìn)發(fā)現(xiàn)、功能元素分類(lèi)和確定發(fā)育動(dòng)力學(xué)特征。最后，在這項(xiàng)研究中，研究人員應(yīng)用斑馬魚(yú)和哺乳動(dòng)物基因組數(shù)據(jù)集比較分析的新方法揭示了基因組景觀的保守性，并擴(kuò)大斑馬魚(yú)發(fā)育基因組學(xué)資源的效用。
研究意義與前景
03
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的伯明翰大學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)教授Ferenc Mueller說(shuō)：“對(duì)斑馬魚(yú)基因信息進(jìn)行編目是一項(xiàng)重大突破，可能會(huì)推動(dòng)未來(lái)幾年醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)的一些令人興奮的發(fā)展。”
倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的Boris Lenhard教授和卡羅林斯卡學(xué)院的Carsten Daub教授在協(xié)調(diào)全球50多名研究人員方面發(fā)揮了重要作用。由此合作產(chǎn)生的圖譜證明了一個(gè)自下而上的跨界合作倡議將如何能夠?yàn)槲覀兊难芯拷鐜?lái)影響。
領(lǐng)導(dǎo)了數(shù)據(jù)整合的Carsten Daub說(shuō):”現(xiàn)在，有了我們的新目錄，我們離擁有一個(gè)完全實(shí)現(xiàn)的覆蓋人類(lèi)基因組的地圖又近了一步。這種活動(dòng)將使世界各地的研究人員能夠跟上新的治療方法、藥物的步伐，并更好地了解人類(lèi)和動(dòng)物疾病。這項(xiàng)廣泛的研究將所有單獨(dú)的數(shù)據(jù)集整合到一個(gè)框架中，使世界各地的研究人員能夠解決單獨(dú)研究無(wú)法解決的問(wèn)題。”
參考資料：
https://phys.org/news/2022-07-largest-genetic-atlas-zebrafish-breakthrough.html
注：本文旨在介紹醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導(dǎo)，請(qǐng)至正規(guī)醫(yī)院就診。
| 版權(quán)聲明： 1.依據(jù)《服務(wù)條款》，本網(wǎng)頁(yè)發(fā)布的原創(chuàng)作品，版權(quán)歸發(fā)布者（即注冊(cè)用戶）所有；本網(wǎng)頁(yè)發(fā)布的轉(zhuǎn)載作品，由發(fā)布者按照互聯(lián)網(wǎng)精神進(jìn)行分享，遵守相關(guān)法律法規(guī)，無(wú)商業(yè)獲利行為，無(wú)版權(quán)糾紛。 2.本網(wǎng)頁(yè)是第三方信息存儲(chǔ)空間，阿酷公司是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者，服務(wù)對(duì)象為注冊(cè)用戶。該項(xiàng)服務(wù)免費(fèi)，阿酷公司不向注冊(cè)用戶收取任何費(fèi)用。 名稱(chēng)：阿酷（北京）科技發(fā)展有限公司 聯(lián)系人：李女士，QQ468780427 網(wǎng)絡(luò)地址：www.arkoo.com 3.本網(wǎng)頁(yè)參與各方的所有行為，完全遵守《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護(hù)條例》。如有侵權(quán)行為，請(qǐng)權(quán)利人通知阿酷公司，阿酷公司將根據(jù)本條例第二十二條規(guī)定刪除侵權(quán)作品。 |