拉文德拉·辛格(Ravindra Singh)花了數(shù)年時間研究一種基因，當該基因缺失或突變時，會導(dǎo)致脊髓性肌萎縮癥(SMA)，這是一種致命的疾病，是兒童最常見的遺傳性疾病之一。他的團隊的最新工作將使治療方法的尋找在未來幾年變得更加有效。
辛格是愛荷華州立大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)教授，他領(lǐng)導(dǎo)了一個為期八年的項目，創(chuàng)建運動神經(jīng)元生存 2 (SMN2) 基因的截短版本，以促進更快、更便宜和更少分散的研究。核酸研究最近發(fā)表了該團隊的文章，描述了其工作。
幾十年來，研究人員一直分離出基因片段來研究它們，創(chuàng)造出通常所說的小基因。然而，Singh 和他的同事開發(fā)的 SMN2 的濃縮版本代表了整個基因。
盡管比天然 SMN2 基因(包括大約 28,000 個堿基對)短 5 到 10 倍，但 Singh 團隊構(gòu)建的模型使科學(xué)家能夠了解從轉(zhuǎn)錄到翻譯再到蛋白質(zhì)生產(chǎn)的整個基因表達過程中的變化如何發(fā)揮作用。他們稱之為“超級小基因”。
“現(xiàn)在我們可以在任何地方進行突變，并快速查看序列中各處發(fā)生的情況，”辛格說。
分子生物學(xué)家通常專注于基因表達的特定方面。例如，Singh 說他專注于剪接，即以信使 RNA 形式去除稱為內(nèi)含子的非編碼序列。擁有一個覆蓋整個基因的簡化測試場將推動研究更加全面，避免潛在的筒倉效應(yīng)并更好地捕獲相互作用。
“轉(zhuǎn)錄、剪接、翻譯、蛋白質(zhì)生產(chǎn)——它們都是相互關(guān)聯(lián)的。轉(zhuǎn)錄影響剪接，但剪接也影響轉(zhuǎn)錄。這是一條雙向路，”辛格說。“但目前還沒有一種有效的方法來研究整個系統(tǒng)。超級小基因提供了一種同時測試所有機制的工具。你不需要進行五次實驗，而是進行一次實驗，這樣可以得到更準確的結(jié)果。”
超級小基因的緊湊性很大程度上來自于消除內(nèi)含子，盡管不是全部。辛格說，保留一些非編碼片段是為了確保類似的穩(wěn)定性和準確性。這是一個耗時的項目，因為之前沒有工作可用作模式。研究人員在將模型拼接在一起時分別觀察了 30 個不同的過程。
“在我們合并之前，每個步驟都必須單獨優(yōu)化，如果它們不合適，我們就會重新開始，”他說。“這就像用不適合組合在一起的組件建造一座房子。”
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