為何出現(xiàn)發(fā)育異常？癌癥等疾病因何產(chǎn)生？同濟大學(xué)研究團隊給出了新答案。

　　北京時間4月9日23時，同濟大學(xué)醫(yī)學(xué)院、同濟大學(xué)附屬東方醫(yī)院心臟病全國重點實驗室尹貽蒙研究團隊與劍橋大學(xué)研究團隊合作研究成果在線發(fā)表于《自然》(Nature)雜志，論文題為“DNA-guided transcription factor interactions extend human gene regulatory code“(DNA介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子間協(xié)同作用延展了人類基因調(diào)控密碼)。

　　該研究突破了單轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控基因的傳統(tǒng)研究模式，表明不同轉(zhuǎn)錄因子常常通過協(xié)同作用，識別新型調(diào)控密碼，參與胚胎發(fā)育等生命活動，而新型密碼的突變，與發(fā)育異?；虬┌Y等疾病發(fā)生密切相關(guān)。

　　人體生長發(fā)育所需要的一切信息都蘊藏在人類基因組中。轉(zhuǎn)錄因子常以協(xié)同作用的方式解讀不同DNA序列所蘊含的各類信息，通過調(diào)控基因的時空特異性表達，參與細胞的所有生命活動。轉(zhuǎn)錄因子或其識別的DNA序列發(fā)生突變，常會引起發(fā)育異?；?qū)е掳┌Y等各類疾病的發(fā)生。

　　研究團隊借助于高通量篩選技術(shù)和計算生物學(xué)手段，對58000多種轉(zhuǎn)錄因子組合是否可協(xié)同結(jié)合DNA進行了系統(tǒng)性評估，鑒定出2198對協(xié)同作用的轉(zhuǎn)錄因子，并解析了協(xié)同作用轉(zhuǎn)錄因子識別的DNA基序(圖a)。進一步深入研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子間的協(xié)同作用目前還不能被AlphaFold等人工智能工具所預(yù)測(圖b)。因而，研究提供的迄今為止最全面的轉(zhuǎn)錄因子協(xié)同作用數(shù)據(jù)庫，以及協(xié)同作用轉(zhuǎn)錄因子識別的DNA基序庫，為科學(xué)家們深入探索轉(zhuǎn)錄因子的各種生物學(xué)功能提供了重要的數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。

　　研究團隊還發(fā)現(xiàn)，協(xié)同作用致使800多對轉(zhuǎn)錄因子識別的DNA序列發(fā)生改變?；蚓庉嬓∈笞C實，協(xié)同轉(zhuǎn)錄因子識別的新型DNA序列可驅(qū)動關(guān)鍵基因的細胞特異性表達，在發(fā)育早期細胞命運決定中發(fā)揮至關(guān)重要的作用(圖c)。

　　此項研究從更高的維度上拓展了人類基因組的調(diào)控密碼，證實了協(xié)同作用轉(zhuǎn)錄因子通過解讀這些新型調(diào)控密碼，指導(dǎo)關(guān)鍵基因的細胞特異性表達，調(diào)控早期胚胎發(fā)育等高度時空特異的生物學(xué)過程。新型調(diào)控密碼的發(fā)現(xiàn)，為發(fā)育異常和癌癥等各類疾病的個性化治療提供了新思路。

　　同濟大學(xué)為論文第一完成單位，同濟大學(xué)尹貽蒙教授和劍橋大學(xué)Jussi Taipale教授為論文的共同通訊作者，同濟大學(xué)醫(yī)學(xué)院、同濟大學(xué)附屬東方醫(yī)院研究人員謝志遠和劍橋大學(xué)Ilya Sokolov博士為該論文的共同第一作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金委、科技部等項目和同濟大學(xué)腦與脊髓研究中心的支持。