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生命密碼,想懂你多一點

來源:南京信帆生物技術有限公司   2016年08月22日 11:04  

近期發布的幾組研究報告顯示,科學家們正以的力度考察人類的遺傳變異。其中在一項關于人類基因組外顯子組(蛋白質編碼區)的深度分析中,研究人員提供了迄今為止有關該區域zui全面的遺傳變異記錄;而在另一項研究中,科學家們改進了對基因變體的解讀。

基因組分析 外顯子組*

簡單來說,外顯子組就是遺傳代碼中蛋白質編碼的組分,占整個基因組的1%到2%。對于基因測序儀來說,每測一次只能讀取一定數量的堿基,而通過外顯子組測序,科學家就能以更快的速度生成更多堿基。因此與全基因組相比,它也可以用更低的成本獲得更好分辨率的結果。

除效率因素之外,還有一個重要原因是,現在人們對外顯子組的解讀能力明顯強于對全基因組的解讀。全基因組測序產生的海量數據包括了非編碼堿基、結構和單倍型相位信息,但目前大多數核苷酸的作用仍然成謎。換句話說,外顯子組所不具備的,恰恰是現在掌控力不足的部分。

因此,當全基因組分析的成本、效率、難易程度都趕不上外顯子組時,后者在解讀“生命密碼”領域仍然魅力非凡。

zui全面記錄 精細

此次,美國哈佛—麻省理工博德研究所丹尼爾·麥克阿瑟參與了人類外顯子組整合數據庫(ExAC)的項目,他與同事們分析了60706位被試者的外顯子組測序數據,這些被試者來自包括歐洲、非洲、南亞、東亞和拉美在內的不同地理人口系譜。研究中發現了約740萬個遺傳子多態,對人類低頻蛋白質編碼多態的分析,其分辨率達到的程度。

麥克阿瑟團隊通過分析該數據集來表征遺傳變異的模式,在較小的遺傳變異數據集上達到了此前無法實現的分辨率,遺傳變異密度令他們得以在同一位點分辨多重序列多態,而數據集的規模則令團隊獲得一些有關疾病復發突變的發現,這篇論文發表在一期《自然》雜志上,其研究結果有助于從臨床上發現與人類疾病相關的遺傳變異。

人類外顯子組整合數據庫項目提供了一個可公開獲取的參照數據庫,事實已證明這是一個有用的臨床工具,可用于評估潛在的孟德爾遺傳病(單基因disease)的致病基因多態,其一些多態在人口中的普遍程度令人難以置信。論文作者們分析了過往研究所報告的192個此類多態,結果發現,僅9個有充足的數據表明其與疾病相關。

是技術成就 也是政治成就

與此同時,在一篇發表于《醫學遺傳學》雜志的論文中,英國帝國理工學院羅迪·沃什與同事們評估了一種zui常見的嚴重孟德爾病——心肌病的遺傳變異情況。心肌病表現為心肌損害引起心臟擴大,zui終發展成心力衰竭,但發病原因一直以來都不是十分清楚。此次研究發現,之前認為與特定心肌病相關的許多基因和基因多態,可能并沒有關系。不過,現在利用ExAC項目已可以顯著改進對基因變體的解讀。

在發表于《自然·遺傳學》雜志上的另外一篇論文中,美國西奈山伊坎醫學院道格拉斯·魯德夫與同事們也分析了ExAC項目數據集內罕見的拷貝數變異(CNV)。這是一種基因組結構變異,通常由基因組發生重排而導致,是人類疾病的重要致病因素之一,對其展開研究分析,將加深人們對符合孟德爾遺傳規律的單基因disease與罕見疾病的了解。

一直以來都有研究設法記錄外顯子組內的遺傳變異,而人類外顯子組整合數據庫是其中大zui全面的一個項目。在本期《自然》雜志伴隨的新聞與觀點文章中,華盛頓大學杰·森德魯總結道,ExAC項目主要針對的是各種常見疾病的遺傳問題,其既是一項技術成就,也是一項政治成就,不僅曾面臨數據爭議,也是研究者、審批許可和14余項研究之間的角力。

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