Science:可与SNP相媲美的另一遗传变异指标——CNV

【字体: 时间:2007年02月12日 来源:生物通

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  生物通报道:2月9日《Science》一篇文章公布的新发现,将加速人类疾病相关基因的研究。此报道首次在基因组范围内,观测了个体独特的遗传变异导致独特的基因活动形态的机制。文章题目为《Relative Impact of Nucleotide and Copy Number Variation on Gene Expression Phenotypes》。

  

生物通报道:2月9日《Science》一篇文章公布的新发现,将加速人类疾病相关基因的研究。此报道首次在基因组范围内,观测了个体独特的遗传变异导致独特的基因活动形态的机制。文章题目为《Relative Impact of Nucleotide and Copy Number Variation on Gene Expression Phenotypes》。

探究变异和疾病的一大挑战是大多数突变是没有结果的。近年来,另一种常见的遗传变异包括拷贝数变异(copy number variants ,CNVs)在内的结构变异(structural variation)正逐渐崭露头角。如果说人类基因组计划(The Human Genome Project)给了我们人类组装的“安装手册”,那么,The HapMap和CNV计划则提供了在不同个体的安装手册中寻找差异的指路牌。

新研究大致描述了这些差异对基因活性的影响。结果显示1000多个基因的活性受到序列变化的影响,这是鉴别影响人类基因活性的最重要的DNA变异片段的首张图谱。

Wellcome Trust Sanger研究所与剑桥大学等研究机构的研究人员合作,利用四个人类种族细胞样本的HapMap,测量培养细胞中14000多个基因的活性(细胞样本提供了一种细胞类型遗传活性的快照),然后按照HapMap的定义,单核苷酸多态性索引和拷贝数变异(copy number variants ,CNVs)的新索引,将每个基因的活性与相邻的遗传变异联系起来,。

文章高级作者、Wellcome Trust Sanger Institute研究所Manolis Dermitzakis博士说:“我们可以回视我们的历史,寻找更古老的可能许多人类种族共有的变化……这些是我们(人类)近期进化的一部分,研究起源和遗传改变的个体关系所迈出的又一步,而且并不局限于人类。这是首张具有重要生物学意义的DNA序列变化的代谱。”

弄清基因活动的遗传机制,可为医务工作人员提供患者的遗传信息(易患某种疾病)。此研究是项浩大的工程:包括邻近基因的70万个SNP的HapMap基因型数据,以及检测拷贝数差异的25,000个可疑的引发蛋白结构变化的位点 ,检测210个不相干个体的14,000个基因的活性。

SNP和CNV的变异分别与900个和240个基因的活性变化有关。HapMap对于探测与多种疾病相关的变化时发挥重要功能,新的究结果提示CNV指数具有与HapMap项媲美的作用。“这项发现引人注目之处在于,利用两种指数发现的基因重复的很少,” Matthew Hurles博士说,“与CNV有关的彗星变异中,只有10%也与SNP有关…… 这些提示,我们在研究疾病相关的遗传变异时必需考虑CNV,否则我们会错失许多重要的遗传学结果。”

研究人员发现,至少10-20%的基因活性遗传变异是由CNV引起的,比如与睾丸癌有关的UGT2B17,证明新的途径的工作有效。研究人员首次证明与UGT2B17基因相邻的其它基因的活性也会受到影响。寻找这种途径的其它效果有助于在有遗传可能性的区域里寻找关键基因。

一些相关性在所研究的四个人类种族中没有发现,2/3(CNV或SNP)只出现在一个种族中。一个与脊髓性肌萎缩症(Spinal Muscular Atrophy)相关基因出现在三个种族中,但是在尼日利亚约鲁巴人中不存在。

拷贝数变化可以通过破坏基因的编码蛋白的活性部分,改变一个基因的表达“量”,或者破坏基因组控制基因活性的调节区域,影响基因活性。

文章第一作者Barbara Stranger评论说,尽管CNV影响基因活性的最简单的例子是敲除一个基因或基因的一个部分,但影响活性的因素可能还来自于距离。“当CNV降低一个控制基因开关的区域的效力时,就会发生这些。”

这项研究首次在基因组活性水平上对SNP和CNV进行了大致观测,研制方法和获得的资料对于研究人类基因组差异和健康差异之间的相关性。(生物通记者 子元)

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