利用PacBio高保真测序平台，准确测量生物衰老的关键标志

一种“诱捕”保护染色体末端的端粒的新方法可以提供有关我们衰老速度的信息，以及我们需要做些什么来减缓衰老。

   

   

利用自主设计的端粒-DNA序列(称为“Telobaits”)和高度先进的DNA测序技术，科学家现在可以精确地确定个体单个端粒的长度。这项技术可能被用于衡量生活方式或药物干预对解决与衰老有关的疾病的影响。    

资料来源:杜克-新加坡国立大学医学院Javier Koh博士

端粒是染色体末端的一种帽状结构，保护我们的遗传物质免受细胞磨损的冲击，众所周知，随着时间的推移，端粒会缩短和磨损。生活方式、饮食和压力会加剧这一过程，导致端粒保护的过早丧失，增加过早衰老和生活方式疾病(如癌症和心脏病)的几率。

迄今为止，基于端粒长度测量生物衰老的方法受到限制，因为它们只能确定DNA片段池中的平均端粒长度，或者耗时且需要高技能的专家。能够准确有效地测量一个人的端粒长度，可以为开发延缓衰老和预防疾病的生活方式干预手段打开大门。

近期，杜克-新加坡国立大学医学院、新加坡国立心脏中心(NHCS)等处的科学家设计了一种快速精确测量单个端粒长度的方法。

研究人员描述了一个工作流程，使用新设计的端粒在人类培养细胞系和临床患者样本中捕获端粒，并使用单分子实时（SMRT）测序以核苷酸分辨率准确测量其长度。研究结果还揭示了分散在整个端粒重复区的端粒变体序列（TVS）的极端异质性。TVS的存在破坏了典型（5'-TTAGG-3'）n端粒重复序列的连续性，这影响了染色体末端庇护蛋白复合物的结合和端粒保护。这些发现可能对人类衰老和疾病产生深远影响。

杜克大学-新加坡国立大学癌症与干细胞生物学项目Li Shang副教授解释说:“我们应用了一种新颖的方法，使用DNA序列，我们称之为' telobaits '，来捕捉大块DNA片段池中的端粒末端，就像在池塘里钓鱼一样。然后，用特定的剪刀酶，我们把端粒从池中剪下来。“

“使用高通量基因测序技术，我们能够读取组成每个端粒的DNA‘字母’，使我们能够非常精确地测量它们的长度。”

该团队在使用人类细胞系和患者细胞进行测试时成功验证了这种方法。有趣的是，测序结果显示，端粒某些部分的基因序列，即端粒变异序列，对每个人来说都是不同的。

Li说:“基于这一见解，我们未来的研究领域是可能使用端粒变异序列作为生物识别手段，这可能有助于扩大法医学领域。”

研究小组认为，这种新方法可以作为个体水平上人类衰老和疾病的预测生物标志物，也可以用于人口水平上关于生活方式、饮食和环境对人类健康影响的研究。

该研究的通讯作者、SingHealth Duke-NUS心血管科学学术临床项目副教授Angela Koh副教授表示:“这种端粒长度测量方法是衰老研究领域的重要进展。从临床角度来看，我们认为这是一种非常有前途的方法，可以用来了解与衰老相关的临床疾病，如心血管疾病。我们的合作伙伴关系意味着临床医生和生物医学科学家可以实现的成就，将复杂的实验室方法转变为更简单、可量化的方法，在未来可能用于更广泛的临床实验室。”

文章标题

High-throughput telomere length measurement at nucleotide resolution using the PacBio high fidelity sequencing platform