研究

广场

项目一。替代前mRNA剪接的系统级分析

PIS:哈蒙德明(UCB),唐纳德里奥(UCB)同藤本植物Lareau

Alternative pre-mRNA splicing is a major pathway for the regulation of gene expression in metazoans, including humans. It provides a mechanism for cells to generate vast cellular proteomic diversity from a limited number of genes. Recent estimates indicate that >95% of human protein coding genes give rise to two or more spliced variant mRNAs, often in different cell, tissue, or organ types. Importantly, many disease gene mutations in humans cause defects in RNA processing and surveillance pathways, including pre-mRNA splicing. 10-15% of pathogenic mutations occur at splice sites, and many inherited diseases, including neurological, metabolic and myogenic disorders, result from a wider array of mutations causing RNA mis-splicing. Altered pre-mRNA splicing patterns have been linked to cancers such as breast and ovarian, as well as to neurodegenerative diseases. Finally, both anti-sense oligonucleotides and small molecules have shown promise as therapeutic interventions that might ameliorate splicing defects for certain mis-splicing diseases. Evidence for a role for pre-mRNA structure in control of splicing events exists for individual genes, but a comprehensive understanding of the impact of RNA structure on splicing control—and its relation to genetic variation—is not known for the human transcriptome. The investigators in the CRSB are seeking to develop, examine, and integrate transcriptome-wide RNA structure probing information with genome-wide data sets generated by the ENCODE through genome-wide comparative sequence analysis. The overall project goal is to systematically link cis-regulatory elements in pre-mRNAs to RNA structural features that control alternative pre-mRNA splicing in human cells.

有关详细信息,关于博士。 Lareau的工作,请另见 核心3.

二期项目。系统范围的通过控制结构mRNA分析的翻译起始

PIS:杰米美食(UCB),詹妮弗·杜德纳(UCB),乔纳森威斯曼(UCSF)

在细胞中的蛋白质水平相关的mRNA转录随着不良水平和翻译水平的强烈依赖。翻译起始调控充当关键THEREFORE决定基因的表达,和许多人类疾病直接影响,包括治疗多种癌症。在帽依赖性翻译起始,从5“末端7-甲基克(M7G)帽结构到正确的AUG起始密码子的启动机械扫描,第一个AUG通常,在mRNA序列密码子。 ,虽然用于翻译起始ESTA扫描模型适用于许多的mRNA,无论是在体外和体内,翻译机制的许多有趣的备选起始存在。目前,数据缺乏的细胞机制如何替代翻译的模式往往开始在人类的使用和如何在另一个选择一种模式。而对于翻译起始密码子选择的顺序要求,已经研究了单个基因,我们的目标是发展为开始选址为人类转录组的规则的理解。相对于探测顺式调控模型控制的细节中的mRNA,研究人员在华润雪花试图绘制出结构特征的RNA在调节在活细胞中的翻译起始事件的人mRNA。总体目标是项目系统地定义的顺式调控控制翻译起始利用RNA结构的映射,并在细胞中核糖体图谱中的mRNA分子。

三,项目。 RNA结构对miRNA介导的mRNA营业额的影响

PIS:詹妮弗·杜德纳(UCB),乔纳森威斯曼(UCSF),亚当阿金(UCB),利尔·帕特(UCB)

RNA干扰(RNAi)和相关途径触发在真核生物基因表达的有效的和特异性调节。基因沉默与称为21个核苷酸的RNA短干扰RNA引导体(siRNA)或微RNA(miRNA)的mRNA,以最终导致从与靶向转录物的破坏的结合开始。而在3'非翻译区域(3'-UTR)帕目标选择的当前理解演示所需的保守的Watson-Crick配对目标和5'的‘种子’的佛瑞德的区域之间的中心上的核苷酸2-7。然而,结构RNA靶位点的情况下也影响疗效的网站。转录功能,提升miRNA靶部位利用包括近组成富含AU序列的部位,邻近活跃miRNA结合位点定位和位置终止密码子在3“UTR的下游,附近没有龙3的中心的至少15个核苷酸“非编码区。然而,UTR细胞内结构很可能由基本预测结构不同,由于RNA结合蛋白,RNA三级结构,和多个竞争RNA二级结构的存在。其结果是,RNA结构对miRNA介导的基因沉默的影响的本机械理解是最小的。

project3miRNA介导的基因调控的许多人类疾病中的重要性强调,需要开发工具用于在全球范围内预测米尔纳准确的目标。包括特异性miRNA的miR-21和那些来自let-7家族有误调节在各种人类癌症,而且有证据较短的3“非翻译区的癌细胞中普遍存在或改变消除结构周围RNA的miRNA结合位点。而单一的miRNA或一些见解提供米尔纳种群数量的计算调查研究,但一直没有发现角色RNA的miRNA结构确定的目标选择和沉默效率发挥系统的尝试。在华润雪花研究者建议确定的mRNA增强或使用核糖体分析,RNA检测结构,与碍miRNA介导的调节在人细胞的结构特性形状为基础的化学探测RNA。

兼职项目

我们目前的研究工作包括新的分支机构他们的努力在他们的专业,开展创造性和创新性研究领域的潜在人才。随着华润雪花隶属关系可以访问到其他定量RNA生物学家和论坛的一个社区,讨论工作,丰富的研究和最大化做势在RNA生物学系统的创新和深入的研究。

荣耀布拉尔/ 项目2

博士。布拉尔的工作旨在了解复杂的细胞变化的分子基础是负责减数分裂。她,一直专注于理解翻译调控的编程减数分裂事件,并在减数分裂细胞,其中包括大量的非常短的蛋白质和上游的ORF上transcipts编码规范的核糖体翻译基因组区域的非常多样化的补充作用。

史蒂芬布伦纳/ 项目1

博士。布伦纳的实验室一直专注于RNA的收集,测序引导到计算管线 - 用于识别依赖于研究的剪接因子假定的选择性剪接的活动,包括通过降低正常NMD。这将是集成了蛋白质的RNA可用物理交互的数据,以产生一个拼接直接的因素,对一些从SR候选人的剪接因子核蛋白组进行调节剪接事件的高置信度的列表。

它也被称为剪接事件很多应激反应[2]。我们有十一网络完成上面详述的,我们就可以开始的细胞暴露于热休克这种应力如,DNA损伤和缺氧和监控NMD能力的细胞和-incompetent选择性剪接的细胞差。这将额外的数据显示拼接那我们可以将与我们的网络分析来预测哪些五月剪接因子有响应测试应力的作用。反应测定拦截或剪接因子的过度表达将确认,如果我们的预测是准确的。总之,这将确定此前剪接因子,错过成绩单以及剪接因子之间的相互作用来链接重要的生物学过程。

尼古拉斯Ingolia / 项目2

最近美国国立卫生研究院innovatior获奖者,博士。对基因表达的翻译控制Ingolia的研究重点,以了解mRNA序列功能如何通过RNA结合蛋白在细胞质中指定基因表达调控。对于总体平移分析形式的重要基础工作,其中也涉及高通量RNA和蛋白质的功能序列分析的核糖体图谱的方法。

从华润雪花新技术

调查人员重复利用华润雪花序列特异性核酸酶和结构使得细菌的一部分是CRISPR-CAS-适应性免疫系统,开发用于单独RNA-蛋白复合物的有效纯化和用于通过质谱法鉴定这些复合物中的蛋白质的途径。 DNA例如,调查在项目3具有RNA指导的工程化核酸内切酶cas9到识别RNA分子中的可编程的方式。发展为华润雪花已经对部分进行全基因组转录组分析其他基于cas9的工具。请参阅出版物页面了解详情。

核心I。体内RNA结构的全局映射

导演:乔纳森·韦斯曼

RNA结构元件被广泛分布于预mRNA和mRNA,并用于控制基因表达。非编码-RNA的利用在RNA的折叠成二级和三级结构,以实现化学反应和基因调控的功能监测的能力的元素。除了RNA结构中的蛋白质合成机器本身,作用由于核糖体RNA(rRNA基因)和转运RNA(tRNA的)的三级折叠,RNA结构在界定mRNA的命运的中心作用。实例包括在剪接的RNA,核糖开关,内部核糖体进入位点折叠,并且对于所需的配对miRNA介导的转录抑制的基础。我们正在开发用于探测RNA结构对RNA结构的前mRNA和mRNA在细胞中的全系统的研究方法。核心映射RNA结构将提供手段来探测在活细胞中首次RNA结构和mRNA命运之间的连接。

的RNA结构映射的目的是核心发现在预mRNA和mRNA结构元件的RNA可以用作基因表达的调控信号。的策略是基于以下三个步骤:(1)使用可透过细胞的小分子的,在一个构象依赖性方式修改核苷酸(2)的定量检测通过的部位的深度测序(例如不存在碱基配对的存在下)变形例中,和(3)所得到的数据的计算分析(见芯ⅲ)。

II内核。核糖体图谱

导演:乔纳森·韦斯曼

出现RNA深度测序技术使人们可以监控电池有了一个前所未有的精度的内部状态。然而,Quantify的信使RNA,这些方法(mRNA)的水平,绝大多数鉴于情况下,蛋白质是负责直接介导基因的细胞功能。 mRNA水平是非常不完善的代理往往蛋白质生产,由于大量使用翻译控制的,但用来调节翻译策略的认识远远落后于转录的,主要是由于监测蛋白质合成率的难度。核糖体纹深的核糖体保护的片段进行测序基因,代表一个戏剧性变革的技术,它前进的能力体内监测蛋白质的翻译。

核糖体分析的主要目的是核心,用于识别控制翻译和mRNA水平的营业额mRNA的顺式调控元件提供关键数据。核心,导演乔纳森·威斯曼运行,能提供实验和计算支持,以使研究人员在所有项目解释和进行核糖体谱研究。此外,核心将继续开发新的基于核糖体分析战略和改善现有的工具。

 

三核心。 RNA结构对miRNA介导的mRNA营业额的影响

导演:博士。利尔·帕特

在华润雪花实验产生大量的各种RNA深度测序数据集,每个在解释自身的质询。计算核心提供了一种严谨的方式探测这些复杂的数据集数学和数量型工具。因为许多在华润雪花的实验是他们的第一个样的,他们需要新的算法,统计方法和他们的分析数学基础的发展。这些新的工具将在结构鉴定援助的RNA前体mRNA和mRNA控制命运的人类细胞,将是有益的广泛无论是在华润雪花和RNA的一般社区。

计算正在进行的项目

博力/ 核心3

博力的研究兴趣包括数据分析新一代测序,尤其是RNA-Seq的数据分析和统计学习。我完成了他在威斯康星 - 麦迪逊大学的博士学位开发RSEM其中,最广泛使用的RNA-Seq的转录丰度评估工具之一。 RSEM在国家大项目作为TCGA这样的(//wiki.nci.nih.gov/display/tcga/rnaseq+version+2)。然后,我搬到了教授。利尔·帕特的实验室作为博士后研究员。帕切特在实验室里,我的作品的主题的不同数量,RNA-Seq的如系统生物学,单细胞转录组测序数据分析。他现在的工作重点是建立DMS(硫酸二甲酯)-seq数据,这是一个全转录,体内形状序列的“版本”的计算模型。

詹姆斯·劳埃德/ 项目1
剪接事件的NMD-目标网络的产生:可变剪接可以生成转录组和蛋白质组是多样的,由蛋白质称为剪接因子的调节。而很多的一些剪接因子的目标是已知的,许多成果是通过拼接无义介导的mRNA降解(NMD)隐藏。 ,介绍剪接事件提前终止密码子中不常见的转录组测序分析看出它们被降解给出NMD他们。充分体会到的目标范围内剪接因子的作用,我们将击倒或剪接鉴于两件NMD-能力和-incompetent细胞系中过表达的因素。那么RNA将收集并测序,布伦纳组开发了一种计算管线将被用来确定依赖于研究的剪接因子身份公认的选择性剪接的活动,包括通过降低正常NMD。这将是集成了蛋白质的RNA可用物理交互的数据产生通过剪接直接因素调节剪接事件的高置信度的列表。这将会对数的剪接因子的SR和核蛋白组候选人进行。然后,我们将生成一个网络描绘了不同的剪接因子之间的关系,并剪接因子和转录物之间。之间的关系可以研究使用类似于在[1]中使用的方法剪接因子。交规,其中一个剪接因子变造编码另一剪接因子初级转录的剪接产生更多的NMD-针对性变种的流行将是特别感兴趣的。机器学习技术将被应用到我们的RNA-Seq的数据集,以更好地理解初级转录招募业主剪接因子的顺式序列。这将包括亚型通常通过NMD会丢失会增加一个分析,例如功率。不同的剪接因子的目标功能富集也将被分析,以深入了解这些剪接事件的生物学作用。

它也被称为剪接事件很多应激反应[2]。我们有十一网络完成上面详述的,我们就可以开始的细胞暴露于热休克这种应力如,DNA损伤和缺氧和监控NMD能力的细胞和-incompetent选择性剪接的细胞差。这将额外的数据显示拼接那我们可以将与我们的网络分析来预测哪些五月剪接因子有响应测试应力的作用。反应测定拦截或剪接因子的过度表达将确认,如果我们的预测是准确的。总之,这将确定此前剪接因子,错过成绩单以及剪接因子之间的相互作用来链接重要的生物学过程。