Sanger联手ABI共同推进癌症基因组学研究的计划[创新技巧]

【字体: 时间:2008年05月08日 来源:生物通

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研究人员使用SOLiD™系统来全面研究疾病发展中发生的遗传变化。

ABI供稿 生物通翻译

    生物通报道:来自英国和美国的研究人员将共同研究科学界最具挑战性的奥秘之一 ----人类基因组中癌症的遗传基础。世界顶尖的基因组研究中心----英国Sanger基因组中心,和Applera旗下Applied Biosystems (NYSE:ABI)公司,将对来自同一个体上的癌症组织基因组和正常组织DNA进行测序,从而全面检测和鉴定在疾病发展过程中的遗传变化。此项研究的目的是为了得到迄今为止最高分辨率的癌症发展过程遗传变异图谱。这项合作的初期成果将会在5月6-10日纽约冷泉港实验室的基因组会议上发表。

    在这次合作中,科学家将会使用5台ABI公司的SOLiD™系统来对一个小细胞肺癌细胞系和一个非癌症细胞系的基因组进行测序,全面覆盖这两个细胞系所有的遗传变异。这个计划有望推进Sanger研究院癌症基因组计划关于检测癌症和正常细胞系间低密度的结构变异。结构变异包括基因拷贝数的变化,单碱基重复、倒置、易位、插入和缺失。在这个计划中,通过同时测定单个碱基的变化(SNP单核苷酸多态性)和大片段的基因重排或者结构变异,研究人员期望能获得更多与癌症有关的各种遗传变异的详细信息。
Sanger中心和ABI即将开展的这项合作将继续推进Sanger研究院癌症基因组计划已完成工作的深入研究。在癌症基因组计划中研究人员发现驱动癌症进程的启动突变(driver mutations )的数量远远高于此前推测,这提示有更多基因参与癌症的发展进程。研究人员相信采用高精确度、超高通量的基因组分析技术将有助于更加彻底地研究包括SNP和结构变异在内的这些突变如何促进癌症的发展。

    高精密的基因组分析测序技术的发展打开了通往生命科学研究新纪元的大门,有望发现包括导致复杂疾病的稀有突变在内的多种遗传变异。在癌症研究中采用这种测序技术使得全面分析个体的癌症基因组成为可能。Sanger研究院的科学家们正在SOLiD系统上采用一种称为深度鸟枪法重测序(deep-shotgun resequencing)的DNA测序技术,以获取同一个体上癌症组织和正常基因组的DNA序列信息。深度鸟枪法重测序指的是通过非常大量的DNA小片段对整个基因组进行测序,以使每个碱基都可能被覆盖多次。

    合作双方的科学家们计划提高两种基因组(癌症和正常基因组)的测序覆盖率,鉴别每500,000碱基DNA中出现一次的SNP。他们期待SOLiD系统的高精确性特别是双碱基编码机制,能使这样低频率SNP的检测成为可能。这个平台的双碱基编码化学机制可消除随机或系统误差而得到真正的SNPs结果,达到大于99.94%的测序精确度。

    研究的目标之一是利用SOLiD系统可分析长达10K的插入片段的能力,对一系列各种插入长度的配对末端序列( paired-end)进行分析,从癌症和正常DNA中得到高达20倍基因组覆盖度的数据。插入片段大小是指由已知距离间隔的成对DNA序列。

    科家们将会使用SOLiD系统的mate-pair分析,这项关键技术能高度精确地整合序列信息,以及全面检测序列差异。Sanger中心的科学家们已经用插入大小从400bp到3500bp的多个mate-pair片段文库来帮助创建单个癌症的突变目录。这个遗传变异图谱将为研究人员对发生某个癌症所需事件进行完整分类奠定基础。

    Sanger中心癌症基因组计划的合作负责人Mike Stratton教授说:“Wellcome Trust Sanger中心癌症基因组计划在研究癌症基因组变化中全力引入高精密的基因组分析技术。我们期待SOLiD系统的高通量性能让我们经济地降低要达到20倍覆盖度基因组分析所需的运行次数,并使我们能够更准确地鉴定和识别单核苷酸多态性和重排。

关于SOLiD系统
    SOLiD系统是一个端到端的新一代基因组研究方案,包含测序组件、化学组件、计算集群和数据存储组件。这个平台基于通过寡核苷酸连接和检测来进行测序。与聚合酶测序方法不同的是,SOLiD系统利用专利的逐步连接技术来产生高质量的数据,可应用于全基因组测序、染色质免疫沉淀(ChIP)、微生物测序、数字核型分析、医用测序、基因分型、基因表达和小RNA发现等等。

    独一无二的通量和可扩展性使SOLiD系统从其他的遗传分析测序平台中脱颖而出。这个系统可以通过玻片上的微珠富集来扩展支持更高密度的测序。微珠是SOLiD系统开放式玻片格式的内在组成部分,它使系统每一次运行能产生高达6GB的序列数据。SOLiD系统已经在客户处演示了每次运行产生高达10GB的数据。开放式玻片格式、微珠富集和软件算法的整合,构成了SOLiD系统可扩展至更高通量的基础,而这种扩展无需显著改变平台现有的硬件或软件。

    ABI公司分子和细胞生物学遗传分析部主管Shaf Yousaf表示:“ABI公司与Sanger研究院的合作将我们的技术应用到影响人类健康状况的深入重大研究中,扩大了我们在基因组研究领域的领先地位,我们相信SOLiD系统非常会适合进行复杂基因组的研究,并将在癌症研究新发现中扮演重要的角色。

关于ABI
    ABI公司是生命科学市场的全球领导者,致力于开发和销售仪器系统、消耗品、软件和服务,也是DNA测序平台的市场领导者。除了新一代的SOLiD测序系统,ABI公司还提供毛细管电泳的系统和化学品。如今,超过14,000台ABI的遗传分析仪分布全球,正在使用中,帮助完成了超过450个完整基因组的测序,还有约700个基因组测序正在进行中。毛细管电泳是一种可靠的、可用于多种研究的测序和片段分析方法。SOLiD系统扩展了测序的界限,可以应用到如大规模重测序、hypothesis-neutral表达(全基因组基因表达分析)、甲基化和ChIP实验之中。某些情况,这两个平台可分别用于实验进程的不同阶段。更多有关SOLiD系统的信息请访问http://solid.appliedbiosystems.com

关于Wellcome Trust Sanger基因组研究中心
Wellcome Trust Sanger基因组研究中心成立于1992年,主要承担英国的测序工作,大部分资金来源于Wellcome Trust http://www.wellcome.ac.uk/_。这个研究院负责完成约三分之一的人类基因组http://www.sanger.ac.uk/HGP/_、小鼠http://www.sanger.ac.uk/Projects/M_musculus/_、斑马鱼http://www.sanger.ac.uk/Projects/D_rerio/_和超过90种病原微生物基因组的测序。在2005年10月,它又从Wellcome Trust获得新的资金,使研究院能继续其世界级的科学成就,开发现有基因组数据的资源来解决关于健康和疾病的重要课题。这个项目由超过30位资深的研究者组成的团队http://www.sanger.ac.uk/Teams/faculty/_来完成。Wellcome Trust Sanger研究院坐落在英国剑桥Hinxton。更多有关Wellcome Trust Sanger研究院的信息请访问http://www.sanger.ac.uk_blank_


 

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