《Nature》子刊:近萬人研究!建構逾2000種DNA變異-蛋白質圖譜

撰文記者 劉馨香
日期2022-05-03
圖:取自約翰霍普金斯大學官網
2日,約翰霍普金斯大學彭博公共衛生學院(Johns Hopkins University Bloomberg School of Public Health)發表一項新的基因圖譜研究,以近一萬歐裔和非裔美國人,建立2000多種血液蛋白與DNA變異的關聯性。該研究發表於《Nature Genetics》,結果有助於了解疾病的分子原因,並確認可用於治療這些疾病的目標蛋白質。

該研究包括7,213名歐裔美國人和2,338名非裔美國人,被認為是這一類型研究中,首次涵蓋了兩大群血統不同的族群。DNA-蛋白質圖譜可以協助解釋這兩群人中,某些疾病發病率的差異,以及一些健康方面的差異。

過去幾十年來,科學家一直透過基因圖譜研究人類疾病的分子根源。其中,最著名的就是以全基因體關聯分析(GWAS),建立疾病與特定DNA變異的關聯性。不過,許多GWAS確認與疾病相關的DNA變異,並不位於編碼蛋白質的基因中。

因此,研究人員假設,許多與疾病相關的DNA變異,是以間接方式影響蛋白質,例如調節「從基因到蛋白質」之間的一個或多個步驟,從而改變蛋白質的表現量。建立疾病與蛋白質的直接連結,讓研究人員可以更好地瞭解疾病的根源,也能確認預防和治療疾病時的目標蛋白。

研究人員對9000多名受試者進行基因定序,並分析其血流中的蛋白質表現。研究辨識出2000多種位於編碼蛋白質基因附近的DNA變異,與血液中蛋白質表現量有關。

領導研究的彭博公共衛生學院生物統計學教授Nilanjan Chatterjee說:「瞭解這些能預測蛋白質表現量的DNA變異的價值在於,我們可以接著檢查更大型的GWAS資料集,確認這些DNA變異是否和疾病風險有關。」

為了證明此DNA-蛋白質圖譜的應用,研究人員以歐裔美國人的資料,發現一些與痛風相關的DNA變異,能預測幾種血液中的蛋白質或尿酸鹽(urate)含量,其中包括一種稱為IL1RN的蛋白(interleukin 1 receptor antagonist, IL1RN),似乎能降低痛風的風險。

研究人員認為,這一發現顯示,一種模仿IL1RN作用的類風濕性關節炎藥物anakinra,有望成為治療痛風的新療法。

該研究分別擁有歐裔美國人和非裔美國人的數據,因此未來也能研究不同族裔的遺傳背景,如何導致疾病發生的差異。

Chatterjee表示,例如,非裔美國人罹患前列腺癌的風險較高,所以原則上,可以將非裔美國人前列腺癌的GWAS資料,和我們的DNA-蛋白質圖譜結合起來,找出與前列腺癌風險升高有關的蛋白質。

參考資料:https://www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220502125402.htm

(編譯/劉馨香)