Met behulp van een innovatieve nieuwe techniek hebben wetenschappers van de Duke-NUS Medical School en hun medewerkers duizenden voorheen onbekende DNA-sequenties in het menselijk genoom geïdentificeerd die coderen voor micro-eiwitten en peptiden die mogelijk cruciaal zijn voor de menselijke gezondheid en ziekte.

"Veel van wat we begrijpen over de bekende 2% van het genoom dat codeert voor eiwitten, komt van het zoeken naar lange strengen van eiwitcoderende nucleotidesequenties of lange open leesramen", legt computationeel bioloog Dr. Sonia Chothani uit, een onderzoeker met Duke-NUS' Cardiovascular and Metabolic Disorders (CVMD) programma en eerste auteur van de studie. "Onlangs hebben wetenschappers echter kleine open leesramen (smORF's) ontdekt die ook van RNA kunnen worden vertaald in kleine peptiden, die een rol spelen bij DNA-herstel, spiervorming en genetische regulatie."

Wetenschappers hebben geprobeerd smORF's en de kleine peptiden waarvoor ze coderen te identificeren, aangezien verstoring van deze smORF's ziekte kan veroorzaken. De momenteel beschikbare benaderingen zijn echter zeer beperkt.

"Veel van de huidige datasets bieden geen informatie die gedetailleerd genoeg is om smORF's in RNA te identificeren," voegde Dr. Chothani eraan toe. "Het merendeel komt ook uit analyses van vereeuwigde menselijke cellen die - soms tientallen jaren - worden gepropageerd om celfysiologie, functie en ziekte te bestuderen. Deze cellijnen zijn echter niet altijd nauwkeurige representaties van de menselijke fysiologie."

Publiceren in Molecular Cell , beschrijven Chothani en haar collega's in Singapore, Duitsland, het VK en Australië een methodologie die ze hebben ontwikkeld om deze problemen aan te pakken. Ze screenden momenteel beschikbare datasets voor ribosoomprofilering op korte strengen RNA met periodieke secties met drie basen, die meer dan 60% van de lengte van het RNA beslaan. Vervolgens voerden ze hun eigen RNA-sequencing en ribosoomprofilering uit om een ​​gecombineerde gegevensbron te genereren van zes soorten cellen en vijf soorten weefsel, zoals van het hart en de hersenen, afkomstig van honderden patiënten.

Analyses van deze gegevens identificeerden bijna 8.000 smORF's. Interessant genoeg waren ze zeer specifiek voor de weefsels waarin ze werden gevonden, wat betekent dat deze smORF's een functie kunnen vervullen die specifiek is voor hun omgeving. Het team identificeerde ook 603 micro-eiwitten die door sommige van deze smORF's werden gecodeerd.

"Het genoom is bezaaid met smORF's", zegt assistent-professor Owen Rackham, senior auteur van de studie van het CVMD-programma. "Onze uitgebreide en ruimtelijk opgeloste kaart van menselijke smORF's benadrukt functionele componenten van het genoom over het hoofd, lokaliseert nieuwe spelers op het gebied van gezondheid en ziekte en biedt een hulpmiddel voor de wetenschappelijke gemeenschap als platform om ontdekkingen te versnellen."

Professor Patrick Casey, senior vice-decaan onderzoek bij Duke-NUS, zei:"Nu het gezondheidszorgsysteem zich ontwikkelt om niet alleen ziekten te behandelen, maar ook te voorkomen, zou het identificeren van potentiële nieuwe doelen voor ziekteonderzoek en de ontwikkeling van geneesmiddelen nieuwe oplossingen kunnen bieden. Dit onderzoek door Dr. Chothani en haar team, gepubliceerd als een hulpmiddel voor de wetenschappelijke gemeenschap, brengt belangrijke inzichten in het veld." + Verder verkennen

Het vinden van de kleinste genen kan enorme voordelen opleveren