研究发展出基于基因外显子结构检测直系同源转录本的新方法

　　为了探索人类大脑产生高级认知功能的机制，比较基因组学常被用于剖析人类和非人灵长类的基因和基因组结构。通过比较基因组学研究，很多人类独有的遗传特征被鉴定出，包括人类独有的基因、人类独有的染色体扩增、人类脑区独有的甲基化修饰、人类脑区独有的基因表达模式等。

　　可变剪接是真核生物中介导产生成熟mRNA的重要生物学过程。可变剪接可使单个基因产生多个转录本，这些单个基因来源的转录本可能编码功能相似或功能相反的蛋白，从而显著提高转录组的多样性，进而增加生物功能及表型的多样性。已有研究表明，在人类大脑中存在复杂的可变剪接。比较人类与非人灵长类脑区的转录组，对于探索人类大脑为何具有高级认知功能具有重要意义。然而，由于直系同源转录本检测方法有限，目前尚无关于人类独有的转录本系统性研究的报道。

　　8月10日，中国科学院生物物理研究所分子神经生物学研究组与美国西北大学医学院合作，在Bioinformatics上在线发表了题为Detection of orthologous exons and isoforms using EGIO的研究论文，报道了一种基于基因外显子结构检测直系同源外显子和转录本的新方法EGIO（Exon Group Ideogram based detection of Orthologous Exons and Orthologous Isoforms）。EGIO可在已有直系同源基因对中检测直系同源外显子和直系同源转录本。EGIO将直系同源外显子检测问题简化为字符串序列比对问题，结合优化的动态规划算法和相互比对的BLASTN方法检测直系同源外显子，并建立外显子组组图（Exon Group Ideogram）。在外显子组组图的指导下，EGIO可以对直系同源转录本进行检测。研究发现，与已有直系同源转录本检测方法ExTraMapper相比，EGIO具有更高的敏感性和更严格的外显子结构约束。应用EGIO对人类和黑猩猩前额叶脑区中转录组进行比较，研究鉴定出6912个基因表达人类独有的转录本，且人类独有的转录本数目大于保守性的直系同源转录本数目，这提示可变剪接对于人类大脑高级认知功能的产生可能具有重要作用。

　　研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金的支持。