研究人员加快了对调控基因表达的DNA区域的识别

圣犹大儿童研究医院(St. Jude Children’s Research Hospital)的科学家开发了一种集成的、高通量系统，以更好地理解和可能操纵基因表达，治疗镰状细胞病和地中海贫血等疾病。这项研究发表在今天的杂志上自然遗传学．

研究人员使用该系统识别了数十个DNA监管元素这些共同作用协调了从胎儿到成人血红蛋白表达的转换。这种方法也可以用于研究其他相关疾病基因调控．

调节元件，也称为遗传开关，分散在DNA的非编码区域。这些区域不编码基因，约占基因组的98%。这些元素有各种各样的名字——增强剂、阻遏剂、绝缘体等等，但是它们是特定的基因它们进行监管，监管要素如何协同作用，对其他问题的回答也不清楚。

“如果没有高通量系统，识别关键的调节元件通常是非常缓慢的，”通讯作者Yong Cheng博士说，他是圣犹德血液学和计算生物学部门的。Mitchell Weiss，医学博士，博士，血液学主席，共同通讯作者。

“例如，尽管进行了几十年的研究，但只有不到一半的调节因素和相关的基因变异可以解释胎儿血红蛋白水平，”Cheng说。

精确编辑提供了基因表达调控的关键细节

新系统结合了生物信息学预测算法和腺嘌呤碱基编辑工具，并通过测试来测量碱基基因编辑如何产生影响基因表达．碱基编辑比传统的基因编辑工具(如CRISPR/Cas9)工作得更精确，它能高效地改变四字母DNA字母表中的单个字母，而不产生更大的插入或删除。

研究人员使用碱基编辑器ABEmax对307个预计会影响胎儿血红蛋白表达的调控元件进行了10156次特异性编辑。这种表达可以改变血红蛋白紊乱的严重程度，如镰状细胞病。编辑将DNA碱基腺嘌呤和胸腺嘧啶改为鸟嘌呤和胞嘧啶。研究集中在基因BCL11A、MYB-HBS1L、KLF1和β -like globin的调控元件上基因．

利用这种方法，科学家确认了少数已知的胎儿血红蛋白表达的调节元件，并鉴定了许多新的。