所謂非基因物質(zhì)是指，參與了基因表達(dá)調(diào)控，但不屬于基因DNA的那部分成分，比如RNA，比如協(xié)同染色體活性的特殊調(diào)節(jié)因子等等。近年來這一方面研究由于關(guān)聯(lián)到疾病的發(fā)生，因此迅速吸引了不少科學(xué)家的眼球。來自哈佛麻省理工的Broad研究院Aviv Regev研究組在這方面陸續(xù)取得了一些重要成果，今年接連在Nature，Cell，Science等雜志上發(fā)表文章，闡述了RNA時(shí)空調(diào)控，以及染色體修飾等方面的新作用。

Aviv Regev博士是生物信息學(xué)研究領(lǐng)域的新銳人物，在哈佛完成了幾年的學(xué)習(xí)后就轉(zhuǎn)入了Broad研究院，并入選了霍德華休斯醫(yī)學(xué)院，去年還獲得了國際計(jì)算協(xié)會(huì)的大獎(jiǎng)之一——青年創(chuàng)新獎(jiǎng)，她的主要研究貢獻(xiàn)在于創(chuàng)造性的開發(fā)出了抽象代數(shù)記算計(jì)語言來整合復(fù)雜多樣的生物數(shù)據(jù)，如分子機(jī)理，信號(hào)傳導(dǎo)途徑和代謝合成路徑，從而使我們能夠用計(jì)算機(jī)更好的處理復(fù)雜多樣和連鎖的生物數(shù)據(jù)。

首先在RNA因素研究方面，3月這一研究組發(fā)表了綜述文章，介紹了基因表達(dá)過程中一些時(shí)空動(dòng)力學(xué)調(diào)控的模型，他們主要概括了目前對(duì)于真核生物和原核生物中，基因表達(dá)時(shí)空動(dòng)力學(xué)研究，以及其中的分子機(jī)制的了解情況。作者總結(jié)了典型的幾種時(shí)空模型，比如應(yīng)答短暫環(huán)境刺激的impulse、single-pulse模型，應(yīng)答發(fā)育因素的sustained /state-transitioning模型，以及振蕩模型。

之后研究組在Nature Biotechnology雜志上提出了一種新方法，通過檢測mRNA生成和降解的數(shù)量就可以對(duì)RNA生命周期的不同階段進(jìn)行解釋。

RNA水平是動(dòng)態(tài)的——在對(duì)某些刺激做出反應(yīng)時(shí)，它們總是會(huì)發(fā)生變化。在這個(gè)研究中，研究人員就選擇參與人體免疫反應(yīng)的樹突狀細(xì)胞作為模型。他們將這些細(xì)胞暴露在類似于一個(gè)病原體的刺激物中，然后觀察暴露前和暴露后的RNA水平的改變。這種新方法有助于觀察一個(gè)特定的細(xì)胞類型以及所有基因的表達(dá)變化。這個(gè)方法的廣泛適用性以及特異性有助于全面觀察RNA隨著時(shí)間是如何變化的。

除此之外，近期這一研究組還在Cell上發(fā)表文章，發(fā)現(xiàn)了關(guān)于影響基因功能的機(jī)制的新線索——研究小組發(fā)現(xiàn)染色質(zhì)調(diào)節(jié)蛋白的特異性組合控制比較重要的染色質(zhì)活性，比如組蛋白修飾。組蛋白是組成染色質(zhì)的非基因物質(zhì)的一部分。通過修飾這些蛋白，染色質(zhì)影響內(nèi)在的DNA遺傳密碼如何翻譯。

這一研究設(shè)計(jì)了一種新技術(shù)：ChIP-string，將一種研究染色質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)方法，染色質(zhì)免疫沉淀(chromatin immunoprecipitation, ChIP)和Nanostring公司 nCounter分析系統(tǒng) (Nanostring nCounter Analysis System) 平臺(tái)結(jié)合在一起用于研究基因表達(dá)，研究小組開發(fā)出一種篩選方法在兩種不同細(xì)胞類型中研究染色質(zhì)調(diào)節(jié)物。這種方法有助于科學(xué)家以一種非常強(qiáng)有力和有組織的方式了解到在兩種人細(xì)胞類型---一種癌細(xì)胞系和胚胎干細(xì)胞中30種染色質(zhì)調(diào)節(jié)物是如何工作的。通過這種方式，研究人員了解到很多關(guān)于它們的組裝和它們彼此間關(guān)聯(lián)方式的信息。