3D基因组结构调控蛋白质的相分离特征分析

目的系统分析相分离和3D基因组结构调控蛋白质之间的关系。方法通过预测所有氨基酸长度>100的人类蛋白质的内在固有无序序列(IDR),进行基于IDR比例的基因集富集分析(GESA),并筛选受相分离调控的3D基因组相关生物过程。结果总共19843个人类蛋白质中有3885个蛋白质富含IDR,其中1427个参与调控3D基因组结构。这些富含IDR并参与3D基因组组织结构的蛋白质具有氨基酸种类和模块结构域偏好性。研究开发Phasepro Shiny应用程序,能够分析和可视化蛋白质的相分离潜力。结论3D基因组结构相关的生物学过程中具有IDR的蛋白质高度富集,提示相分离在细胞核结构调节中的关键作用,为蛋白质相分离和3D基因组的研究提供了完整蓝图和候选蛋白质。

基因组3D结构的功能研究

基因携带着生物体全部遗传信息,基因的表达是通过中心法则的两个过程即转录和翻译,将DNA遗传密码表达成为蛋白质的氨基酸序列。基因的表达对于生命活动的进行有着重要意义。基因组是细胞核内的全部DNA的总和,其中编码蛋白质的DNA约占基因组的2%,其余的绝大多数的非编码区域虽然不表达任何蛋白质,但是对于编码基因的表达起到了重要的调控作用。DNA缠绕组蛋白,并以八聚体的方式堆积成染色质并进一步压缩成为染色体,此外不同区域的DNA也会相互发生作用,形成基因组的3D结构。研究表明基因组的3D结构对于基因表达发挥着重要的调控作用,并与癌症的发生发展和药物反应等有关。本研究综述了关于基因组3D结构的研究进展、研究方法并对于其在癌症治疗过程中作用进行了进一步探究。