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简介:艾玛·科瓦尔

垃圾DNA使得卷土重来

三年级研究生艾玛·科瓦尔是为调节基因表达序列搜索DNA。

赛马sidik

 

“我走进科学,因为有一定的痴迷它的浪漫,说:” 艾玛·科瓦尔,一个三年级的研究生 克里斯·伯奇的 实验室生物学的麻省理工大学。 “我喜欢的科学家的想法作为一个冒险家探索知识和宇宙的边界。我还没有放手的那个呢。”

科瓦尔一直是一个狂热的科幻小说的读者,现在她的生活了现实生活中的科学奥德赛。她采取了她的博士研究的任务包括称为内含子的充分研究型DNA序列,和内含子可能在基因表达调控中扮演的角色。

内含子位于该细胞用于蛋白质生产,和最初并入信使RNA,或mRNA,该细胞产生作为从DNA合成的蛋白质的中间步骤的DNA序列之间。但在此之前,他们完全蛋白质合成,细胞通过一个称为剪接的过程,这导致了很多人查看内含子与剪接像个垃圾处置垃圾DNA从基因内含子中删除。

“内含子弱旅基因组区域吸引我,”科瓦尔说。虽然他们常常被视为不重要,内含子是无处不在和丰富,共同组成 人类基因组的24%。所有真核生物有他们,并且,平均每个人的基因 编码8。许多研究者,包括科瓦尔,认为内含子已经被低估了,他们可能在调控基因表达的重要作用。

内含子只在科瓦尔的故事RNA的最新篇章。她开始了她的研究生涯的哈佛bt365手机生在工作 绍斯塔克实验室 麻省总医院,在那里她学习如何RNA催化的早期地球上细胞的进化。虽然研究的原始生命是智力刺激,科瓦尔想要的东西更多的应用工作,所以她加入了 教堂实验室 在遗传学哈佛部门。有她 发达的方法 对于 净化和成像 高深莫测的含有RNA的脂质隔室称为胞外囊泡,其中细胞释放到它们的周围环境中可能与彼此通信。

Person sitting in lab

续集她的学士学位,科瓦尔选择在这个意义上参加bt365手机平台登录生物学因为她听说,“在bt365手机平台登录,大家是一个标准差nerdier,平均比他们在其他学校。”她没有失望过。科瓦尔称在bt365手机平台登录能源“无与伦比的,”她说,“人是饮誉有关他们在做什么,整个校园反映了这一点。”

在某些方面,这些思考是物理。周围很多bt365手机平台登录的作品致敬重大科学发现和科瓦尔说,这种敬畏科学是吸引她的bt365手机平台登录的一个因素。从生物系到下降一起在大脑研究的麦戈文研究所楼梯金色的神经细胞DNA的壁画,这是因为如果社会是在说,“看看宇宙如何真棒啊!”作为科瓦尔所说的那样。

在其他方面,这能体现在她与日常交谈的人们。 “我真的很喜欢这里的学生,”科瓦尔说。 “每个人都热情,但也脚踏实地。”当她没有科学探索的领域,科瓦尔有时有,她的一些同学所形成的龙与地下城组更奇特的冒险。

科瓦尔并不一定打算继续在bt365手机平台登录生物学对RNA的工作,但是当她听说 克里斯·伯奇的实验室,其重点是RNA和介导其生产和稳定性的蛋白质,她觉得一个号召。

比尔格的实验室结合了高通量实验技术与生物信息学和科瓦尔要开发在这两个领域的专业知识。 “如果你精于生成和分析大数据集,您可以提出问题,其他人不能,”她说。比尔格的实验室似乎是为她的博士的理想场所。

Illustration of intron
添加内含子的基因可以提高许多不同的方式中的表达。信用:艾玛·科瓦尔。

比尔格问他的学生与在此期间,他们通过文学筛选,发现他们要学习的话题了长达一个月的读取周期开始他们的学位。 “你不许拿起吸管或在你读期间做任何分析,”科瓦尔说。 “你刚才读和讨论您的想法,并让事情渗透。”她读,科瓦尔遇到了一些研究,讨论了内含子对基因表达水平的影响。

一遍又一遍,科学家们已经注意到,细胞产生更多的蛋白质由含有内含子,当被删除那些相同的内含子比基因。 内含子介导增强 (IME),因为这种效应被称为是一个“惊人的广泛的现象,”科瓦尔说,和科学家已经在广泛的生物体观察到它,从酵母到植物给人类。

剪接机制,从基因删除内含子,可能起着IME的作用。这种机械结合的mRNA因为它是被从DNA产生,然后用相互作用,并且影响,该RNA生产机械。然而,研究人员已经创建了一个不能被剪接机制的认可,有时候这些内含子还在增强基因表达,所以拼接不是驱动IME的唯一因素突变的内含子。此外,与另一个含有一个不同的DNA序列可以改变其作用的大小相同的替换一个内含子,这表明内含子内的确切的DNA序列可规定他们的对基因表达的影响。科瓦尔是这最后一点很感兴趣,并希望找到这些内含子序列,找出其对基因表达以及为什么影响最大。

“这是一个古老的谜这是成熟的新工具,”科瓦尔说。在过去十年中,研究人员使用一种称为RNA测序技术来计数从每个基因在细胞群体做出mRNA的副本开始。代替具有单个替代的DNA序列替换的内含子的,科瓦尔计划与随机DNA序列的无数取代的内含子,然后使用RNA测序计数如何mRNA的细胞的许多拷贝使当它们编码每这些随机内含子。

准备测试这些随机的序列已在其本身的奥德赛和科瓦尔已经度过了去年的建设,她将使用该系统。首先,她需要决定更换其内含子。她选择了一个从 所谓基因 UBC。去除该内含子降低的表达 UBC 通过十倍。

除了大力促进IME时, UBC 内含子是科瓦尔的实验很大的候选者,因为它位于的调控区 UBC 的mRNA先经过翻译成蛋白质的部分。这让她更换 UBC 蛋白质编码区与她会用可视化时,他们每个编码随机内含子序列蛋白的细胞多少让荧光蛋白。

Person rock climbing
科瓦尔在红河峡谷,肯塔基州登山之旅。信用:最大lenail。

科瓦尔已经度过了去年的精心结合随机内含子库到的这种合成版本 UBC 基因。她预计能尽快和他们引入细胞中,看哪个随机内含子导致mRNA和蛋白生产的最高水平。由于RNA测序,她就可以监控每个随机内含子有多大贡献mRNA的表达。因为她可以测量荧光蛋白如何发光明亮,她可以关联与蛋白质水平的这些mRNA水平。从这个,她会学习其内含子序列增强基因表达最为强烈,而她也就会知道这些内含子是否导致更高水平的mRNA产生,或者如果mRNA的相同量做成更多的蛋白质。这种区别将提供她bt365手机内含子用于增强基因表达的机制线索。

一旦科瓦尔知道哪些内含子序列最有效地促进基因的表达,她会趁比尔格实验室的生物信息学知识分析这些序列的基因组各处的分布,并预测它们将如何影响全球基因表达。科瓦尔怀疑某些内含子序列是由调解mRNA的生产和稳定性的蛋白质结合,她认为她的工作将确定这些蛋白质内含子对。

科瓦尔平衡自己的科学探险与户外探险。具体地讲,她最近爱上了攀岩。 “登山是一个伟大的对手,以科学,因为它的东西,你可以在蚕食,然后有这个巨大的满意度,当你终于实现了攀登,”她说。 “而且,登山和移液之间,我真的有有力的手指。”

至于她的科幻小说的热爱,科瓦尔希望有一天笔自己的基于科学的冒险,而不是她是用她之前标记作为一个科学家,无论是作为一个教授或行业。 “这是有道理的,我关注我的大部分科学的能源,现在,”她说。 “但我已经领导科学壮观的,冒险的生活后,也许我会用我的思考写一本小说。”

图片来源:罗利mcelvery(上图);赛马sidik(第二光)
发布19年7月8日

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