Nature Genetics整合三种方法:癌症突变研究新时代

【字体: 时间:2018年09月13日 来源:生物通

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  宾州大学的研究人员开发出了一种可以更全面地了解癌症的新方法,这种确定癌症突变的新方法有助于研发更有针对性的治疗方案。

  

生物通报道:癌细胞通常在其DNA中会出现突变,这为科学家们指出了针对癌症如何开始或哪种治疗可能最有效的线索。找到这些突变可能很困难,但一种新方法可能会提供更完整,更全面的结果。

来自宾州大学,Salk研究所的研究人员开发出了一种新的框架,可以将发现这些突变的三种现有方法组合成一个更完整的工具。这一研究成果公布在9月10日的Nature Genetics杂志上,可以帮助研究人员发现癌细胞DNA中的新结构变异,并了解这些癌症的起源。

“我们设计和使用这个框架将三种方法连接在一起,获得了最全面的基因组视图,”文章通讯作者,宾州大学生物化学和分子生物学助理教授Feng Yue说,“每种方法本身只能检查一部分结构变异,但当你整合三种不同方法的结果时,你可以获得最全面的癌症基因组视图。”

Feng Yue

结构变异是DNA中的重要突变,会导致致癌基因被打开。某些类型的脑癌,例如影响美国参议员 John McCain 和 Edward Kennedy的脑癌就是由扩增致癌基因的结构变异引起的。了解患者的这种异常有助于医生决定最佳治疗方案。

研究人员指出,发现这些结构变异很重要。“人类癌症中发现的许多结构变异似乎不直接影响基因,”文章作者之一,Salk研究所的Helmsley-Salk研究员Jesse Dixon说,“相反,许多结构变异出现在基因组的非编码部分,人们历来称之为垃圾DNA,为什么这些会导致癌症呢?这是一个谜题。”

Yue补充说:“如果你是癌症患者,了解导致癌症的结构变异可以帮助我们理解你为什么生病,哪种治疗可能最好。”

在最新研究中,研究人员组合了三种现有方法寻找结构变异——光学图谱,高通量染色体构象捕获(Hi-C)和全基因组测序,这些方法可以发现大多数已知的结构变异。

利用这种组合方法,研究人员找到了30多种癌细胞的结构变异,他们也使用相同的方法开始了解为什么某些类型的结构变异会导致癌症。

一些结构变异似乎会影响非编码DNA序列中的调控基因“开关”。有缺陷的开关会阻止特定基因的正常开启或关闭,这可能导致癌症。研究人员还使用Hi-C方法探索结构变化如何影响3D基因组结构——DNA如何在细胞内折叠。

“细胞很小,但它们的DNA很长,这些DNA排成一行,来自一个细胞的所有DNA长度超过了两米,”文章通讯作者Job Dekker说,“这就是为什么DNA需要以错综复杂的方式折叠的原因。我们发现癌细胞中的基因组改变会导致基因组折叠方式的变化,这可能会导致基因被错误的打开或关闭”。

“过去研究发现我们的基因组被折叠成不同的结构,就像小街区一样,”Dixon说,“似乎一些结构变异会引起这些区域的变化,使得致癌基因从基因保持安静的邻域移动到基因被激活的区域。”

科学家们认为,这项工作可以更好地预测哪些结构变异可能导致癌症,有助于研发更有针对性的治疗方案。

原文标题:

Integrative detection and analysis of structural variation in cancer genomes




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