《自然》等4篇头条文章:第一张人类基因组拷贝数变异图谱

【字体: 时间:2006年11月24日 来源:生物通

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  在11月24日新鲜出炉的《Nature》,以及新出版的《Nature Genetics》和《Genome Research》杂志上,有4篇文章聚焦到了一个近期生物学领域的重大成果上:拷贝数变异(Copy number variation,CNV)图谱。各大媒体杂志也纷纷从各个角度报道了这一研究成果。

  

生物通报道:在11月24日新鲜出炉的《Nature》,以及新出版的《Nature Genetics》和《Genome Research》杂志上,有4篇文章聚焦到了一个近期生物学领域的重大成果上:拷贝数变异(Copy number variation,CNV)图谱。各大媒体杂志也纷纷从各个角度报道了这一研究成果。 

论文原文摘要:

R. Redon et al. "Global variation in copy number in the human genome," Nature 444: 444-54, Nov. 23, 2006.
[Abstract]
 

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R. Khaja et al. "Genome assembly comparison identifies structural variants in the human genome," Nature Genetics, published online ahead of print Nov. 22, 2006.
[Abstract]

D. Komura et al. "Genome-wide detection of human copy number variations using high density DNA oligonucleotide arrays," Genome Research, published online ahead of print Nov. 22, 2006.
[Abstract]

H. Fiegler et al. "Accurate and reliable high-throughput detection of copy number variation in the human genome."Genome Research, published online ahead of print Nov. 22, 2006.
[Abstract]

人类基因组遗传变异有许多种形式,从大型的,显微镜可见的染色体到单核苷酸突变都包括在内。近期多方研究发现在所有人类和其它哺乳动物中,有许多DNA片段大小kb到Mb范围内亚微观(submicroscopic)的拷贝数突变,这些拷贝数删除,插入,复制和复合多位点的变异统称为拷贝数变异(copy number variations,CNVs)或者拷贝数多态性(copy number polymorphisms,CNPs)。


一个CNV(R. Redon等人将一个长为1kb或者更长的,比较于参考基因组不同的拷贝数的DNA片段称为一个CNV)在结构上简单,比如顺接重复(tandem duplication)(重复顺序所携带的遗传信息的顺序和方向和染色体上原有的相同),或者在基因组多位点上的complex gains或losses of homologous sequences。

最初CNV是70年前果蝇Bar基因研究中发现的,之后CNVs被研究认为可以通过扰乱基因和改变基因含量来影响基因表达,表型差异和表型适应,也会引起疾病——microdeletion 或microduplication紊乱,或者像是HIV-1干扰或者血管球肾炎这样的复杂疾病。

DNA序列CNV意义重大,但是至今还未被完全阐明清楚。在11月23号的《Nature》杂志上,来自英国Wellcome Trust基因组科学园(Institute, Wellcome Trust Genome Campus)Sanger研究院,以及美国Affymetrix公司等多国研究人员组成的研究小组公布了第一张人类基因组第一代CNV图谱(first-generation CNV map)。

这张遗传图谱是通过对欧洲,非洲和亚洲(HapMap collection)祖先的4个人群的270个个体样品进行分析,用两个互补的技术——单核苷酸多态性(SNP)基因分型和以克隆为基础的比较基因组杂交(clone-based comparative genomic hybridization)这两种方法进行CNV筛选(详细见附图),获得了一共1447个拷贝数变异区域(copy number variable regions,CNVRs)——这些区域包含重叠或相邻的gains/losses,覆盖这些人群已发现的360megabase。

这些CNVRs包含了成百上千的基因,疾病位点,功能性因子和segmental duplications,比SNPs有更多的核苷含量(nucleotide content)/基因组,说明在遗传多态性和进化上CNV的重要性。而且在这张图谱上也描述了许多CNV的连锁不平衡模式(见附图),揭示了人群拷贝数标记突变,这些都可以利用到遗传疾病研究上。

其它《Nature Genetics》,《Genome Research》杂志也从不同的方面对这一研究进行了报告,这些发现除了告诉我们在人类基因组上,有至少12%会发生DNA大片段的增多或者丢失,这要比之前预计的多了很多——警告我们除非能够被直接分析,否则这些差异就有可能被目前用来识别遗传疾病中突变基因的方法漏掉,但更加重要的是这些研究成果也许可以作为在对了解人类以及疾病治疗上发挥重要作用。
(生物通:张迪)


附:
(两种CNV检测平台说明)

 


(基因组CNVRs分布)

 


(CNVs和SNPs连锁不平衡模式)

 


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