近期全基因組測序研究進展一覽

近年來，全基因組測序技術的發展為(wei) 科學家們(men) 在癌症等多種疾病上的研究提供了巨大的幫助，在全基因組測序的幫助下，科學家們(men) 就能夠有效鑒別出和癌症相關(guan) 的基因突變，為(wei) 開發靶向性的癌症新型療法提供了一定希望，那麽(me) 全基因組測序研究的進展如何呢？本文中，小編對近年來全基因組測序進展的相關(guan) 研究進行了整理，分享給各位！

【1】AJHG：科學家利用全基因測序來鑒別個(ge) 體(ti) 的患病風險

doi：10.1016/j.ajhg.2016.12.009

想象有一天當你去拜訪醫生進行身體(ti) 檢查時，醫生會(hui) 告訴你去進行一些常規檢查，比如膽固醇、血糖和血細胞計數等項目，但同時醫生也會(hui) 讓你進行基因組的測序，即對大約30億(yi) 個(ge) 堿基進行檢測，然而常規的基因組檢測目前距離我們(men) 還太過於(yu) 遙遠。

來自德克薩斯大學休斯頓健康科學中心的研究人員Eric Boerwinkle博士就表示，在不久的將來，全基因組測序或許就會(hui) 成為(wei) 常規醫學研究中*的一部分。為(wei) 了幫助臨(lin) 床醫生、患者以及科學家們(men) 加工處理大量讓人難以置信的數據，這項研究中，研究人員開發出了一種新型框架，這種框架能夠幫助理解機體(ti) 的全基因組序列數據來鑒別增加或降低疾病發生風險的遺傳(chuan) 突變，相關(guan) 研究刊登於(yu) 雜誌The American Journal of Human Genetics上。

研究者Alanna Morrison博士表示，這項研究非常重要，因為(wei) 其能夠為(wei) 科學家和臨(lin) 床醫生提供實際的步驟來幫助分析全基因組數據，鑒別出可能增加個(ge) 體(ti) 疾病風險或保護個(ge) 體(ti) 免於(yu) 某些疾病風險的差異，比如糖尿病、癌症和心髒病等。文章中，研究者對來自社區動脈粥樣硬化風險研究（ARIC）中的3000多名個(ge) 體(ti) 進行了全基因組測序，並且對和心髒及血液疾病相關(guan) 的多種特點進行分析。

【2】新突破！掌上測序儀(yi) 完成人類全基因組測序

新聞閱讀：Wellcome Trust Centre For Human Genetics And Genomics Plc First To Sequence Multiple Human Genomes Using Hand-Held Nanopore Technology

zui近，英國牛津大學（Oxford University）Wellcome Trust人類遺傳(chuan) 學中心（Wellcome Trust Centre for Human Genetics）和在基因組分析領域的英國公司Genomics plc宣布，使用掌上納米孔測序儀(yi) 完成了多個(ge) 人類全基因組測序和分析。這項成果是在紐約舉(ju) 行的牛津納米孔行業(ye) 會(hui) 議上公布的，它標誌著測序技術的一次突破，打開了大規模使用納米孔測序技術的大門。

納米孔技術是近年來在基因測序領域興(xing) 起的一項新技術，它的主要原理是通過電泳驅動單鏈DNA分子通過一個(ge) 直徑隻有1納米的小孔，當不同的核苷酸經過這個(ge) 納米孔時，因其*的結構會(hui) 對通過納米孔的電流產(chan) 生一個(ge) 特定的改變。通過捕捉和分析這個(ge) 電流改變，就可以記錄核苷酸的序列。由於(yu) 納米孔隻允許DNA分子上的核苷酸逐一通過，測序的連續性和準確度非常高。並且無需擴增或標記DNA就能進行測序，有望降低測序成本。

【3】Science  MBE：全基因組測序幫助追蹤真菌特殊降解酶類的起源

doi：10.1126/science.1221748

近日，發表在雜誌Molecular Biology and Evolution上的一項研究論文中，來自美國能源部聯合基因組研究所等機構的研究人員通過對10株白腐真菌和褐腐真菌進行全基因組測序闡明了真菌中和木質纖維素分解相關(guan) 的酶類起源的時間軸。

真菌是植物體(ti) 的天然降解幫手，其包含有特殊的酶類可以幫助科學家從(cong) 事很多應用性研究。對白腐真菌和褐腐真菌進行全基因組測序研究其酶類家族*研究者們(men) 長期以來在真菌進化領域研究的空白，同時也提供了更加的時間軸來揭示可以在不同時間段對植物體(ti) 進行降解的關(guan) 鍵真菌。

生物能源的研究人員一直以來都非常感興(xing) 趣從(cong) 事朽木菌的研究，因為(wei) 朽木菌所產(chan) 生的酶類可以降解多種植物原材料，比如纖維素、半纖維素和木質素等，褐腐真菌被認為(wei) 僅(jin) 可以降解纖維素和半纖維素，而白腐真菌則可以降解所有的植物體(ti) 組分，比如纖維素等。對真菌基因組的大範圍測序或許就可以幫助研究者們(men) 製定更為(wei) 深入的真菌降解朽木的策略；文章中研究人員構建了一種比較基因組學的分析技術來幫助進行10株真菌的測序，組裝以及信息注解，這樣一來就可以更好地追溯真菌木質素降解關(guan) 鍵酶類的起源了。

【4】單細胞全基因組測序——求同存異，追本溯源

細胞是生命體(ti) 結構和功能的基本單位，人類對生命本源的不斷探索推動了科學技術的發展。單細胞全基因組測序是在單細胞水平對全基因組進行擴增與(yu) 測序的一項新技術，它對單個(ge) 細胞異質性的研究不僅(jin) 在表觀遺傳(chuan) 學、植物學、微生物學等理論研究中發揮重要作用，在癌症腫瘤疾病診斷治療、胚胎植入前遺傳(chuan) 診斷篩查等臨(lin) 床應用中也有非常重要的意義(yi) 。

2011年，《Nature Methods》將單細胞測序列為(wei) 年度值得期待的技術之一；2013年，《Science》將單細胞測序列為(wei) 年度zui值得關(guan) 注的六大領域。近年來單細胞全基因測序不斷發展的技術方法和在各領域的研究成果也屢屢登上"NCS"的榮譽殿堂。仿佛一夜之間，單細胞全基因組檢測技術就成了生物醫藥研究人員的新寵。

究其原因，除了技術層麵的進步，單細胞全基因組測序也體(ti) 現了科學研究對生命體(ti) 極大的尊重。下麵我們(men) 就從(cong) 幾個(ge) 方麵來解讀這項新興(xing) 技術。

【5】全外顯子測序發現胰腺癌新治療靶點

doi：10.1038/ncomms7744

近日，學術期刊nature communication在線發表了美國科學家的一項研究進展，他們(men) 對109名胰腺導管腺癌（PDA）病人進行了全外顯子測序，發現了PDA中的基因突變多樣性，並且為(wei) 發現PDA治療靶點提供了重要信息。

胰腺導管腺癌是一種預後效果非常差的惡性疾病，需要深入了解該疾病的病因並開發靶向治療策略。由於(yu) PDA腫瘤中存在大量基質細胞和炎症細胞，因此對來自於(yu) 病人的腫瘤樣本進行腫瘤細胞測序存在很大障礙，難以獲得高質量數據。

在該項研究中，研究人員為(wei) 方便檢測基因突變，同時移除非腫瘤性組織的汙染，他們(men) 利用顯微切割的方法將癌症患者的腫瘤組織進行了異種移植並建立了細胞係。隨後對109例進行過顯微切割的PDA病例進行了全外顯子測序，經過顯微切割操作後，腫瘤細胞得到富集並增強了對基因突變的檢測。

【6】Nature 子刊：*規模zui大全基因組測序發現了啥？

日前，Human Longevity 公司的研究人員在《Nature Genetics》雜誌上發表了*規模zui大的全基因組測序和血液代謝物分析的研究結果。

他們(men) 的研究發現了基因組中 101 個(ge) 新基因位點與(yu) 246 種代謝物之間的，同時找出 90 種能夠導致血液中某些代謝物水平異常的罕見基因變異。這項工作不但擴展了影響代謝組 (metabolome) 的基因位點的範圍，而且令人驚訝地發現能夠導致血液中代謝物水平異常的罕見基因變異比原先預想的要多。

血液中代謝物的水平在不同人之間差別很大，這種差別源於(yu) 多種因素，其中包括個(ge) 體(ti) 的遺傳(chuan) 背景和接觸到的環境因素方麵的不同。很多代謝物的水平有很強的遺傳(chuan) 性，這反映了每個(ge) 人在編碼與(yu) 新陳代謝相關(guan) 的酶、代謝轉運蛋白和調節蛋白的基因上的多樣性。許多研究人員希望找到那些影響代謝物水平的基因變異，因為(wei) 發現這些基因變異可能為(wei) 找到某些疾病的發病機製提供有價(jia) 值的信息。

【7】AJMG：全基因組測序方法破解兒(er) 童罕見疾病大難題

DOI：10.1002/ajmg.a.38069

近日，來自美國翻譯基因組學研究院(Translational Genomics Research institute)的研究人員通過研究鑒別出了能夠引發兒(er) 童機體(ti) 異常和發育遲緩的基因突變，相關(guan) 研究刊登於(yu) 雜誌American Journal of Medical Genetics上。基於(yu) 對6歲兒(er) 童機體(ti) 的基因組進行分析，研究人員鑒別出了一種新型的基因突變，該突變能夠影響名為(wei) CASK蛋白的表達，而該蛋白對於(yu) 兒(er) 童大腦發育以及大腦神經元之間的信號傳(chuan) 遞非常關(guan) 鍵。

研究者Isabelle Schrauwen教授表示，鑒別出新型的CASK突變能夠幫助我們(men) 理解這些兒(er) 童多方麵障礙發生的機理，同時也為(wei) 後期我們(men) 開發新型療法來治療這些疾病提供了新的線索和思路。研究者指出，兒(er) 童所表現出的症候群包括發育遲緩、飲食障礙（包括嚴(yan) 重的胃腸道和胃食管並發症）、無意識的眼部運動（被稱為(wei) 眼球震顫，這種疾病會(hui) 降低或限製兒(er) 童的視力）。盡管兒(er) 童的IQ和語言技能正常，但其在運動發育、行為(wei) 以及記憶能力方麵會(hui) 出現損傷(shang) ，而這些臨(lin) 床特性也是名為(wei) FGS4的罕見發育綜合症的標誌。

【8】PNAS：外顯子變異檢測——全基因組測序比全外顯子測序更強大

doi：10.1073/pnas.1418631112

目前，全外顯子測序和全基因組測序技術在遺傳(chuan) 分析和發現導致疾病發生的潛在基因突變方麵應用越來越廣泛，隨著測序技術的不斷迭代更新，越來越成熟，昂貴的價(jia) 格會(hui) 逐漸降低，那麽(me) 在排除價(jia) 格因素之後，全外顯子測序和全基因組測序在檢測外顯子突變方麵究竟誰更加強大呢？來自美國的科學家對這一問題進行了相關(guan) 研究，其研究結果發表在學術期刊PNAS上。

研究人員指出，全外顯子測序(WES)是對具有蛋白編碼功能的外顯子進行的測序技術，近年來全外顯子測序在發現外顯子基因突變方麵逐漸得到廣泛應用，但全基因組測序(WGS)也越來越成為(wei) 發現外顯子基因突變的一項非常具有吸引力的測序技術。目前，全基因組測序比全外顯子測序價(jia) 格昂貴，但全基因組測序的價(jia) 格應該會(hui) 比全外顯子測序下降得更快。

【9】Nature：全基因組測序可預測胰腺癌化療效果

doi：10.1038/nature14169

近日，*期刊nature發表了澳大利亞(ya) 科學家的一項研究進展，他們(men) 通過對胰腺癌病人進行全基因組測序以及CNV分析重新定義(yi) 了胰腺癌突變圖譜。

胰腺癌目前仍是致死率zui高的惡性腫瘤之一，也是人類健康的一個(ge) 主要負擔。研究人員對100個(ge) 胰腺導管腺癌（PDAC）病人進行了全基因組測序以及copy number variation（CNV）分析，結果發現染色體(ti) 重排導致的基因破壞在胰腺癌病人中普遍存在，這會(hui) 影響導致胰腺癌發生的關(guan) 鍵基因比如TP53，SMAD4，CDKN2A，ARID1A和ROBO2，同時還會(hui) 影響一些新的胰腺癌驅動因子比如KDM6A和PREX2。研究人員提出，根據結構變化的模式不同，可將PDAC分為(wei) 具有潛在臨(lin) 床應用價(jia) 值的4個(ge) 亞(ya) 型：穩定型，局部重排型，零散型和不穩定型。

【10】EBioMedicine：全基因組測序識別癌症相關(guan) 基因突變

doi：10.1016/j.ebiom.2014.12.003

UT西南醫學中心癌症研究人員已經證明，全基因組測序可用於(yu) 識別癌症的遺傳(chuan) 性風險，其可以潛在地改善癌症的預防，診斷和治療。

這是研究使用了全基因組測序以評估一係列258癌症患者的基因組，診斷其癌症傾(qing) 向性突變情況。這項研究發表在雜誌EBioMedicine上。全基因組測序是新的基因工具，能夠確定比以往更多的DNA序列。

我們(men) 的研究結果顯示，近90％的臨(lin) 床鑒定突變可被明確地檢測到，同時還有額外的癌症基因突變被發現。研究者幫助患者評估許多類型癌症，包括腎，皮膚，肺，乳腺，卵巢，結腸，內(nei) 分泌和前列腺癌的風險。一旦癌症已知的遺傳(chuan) 傾(qing) 向被發現，Ross博士和她的團隊就可實施早期癌症的*治療方法或者更好的策略預防癌症不形成。

所有約5％到10％的癌症是由已知的遺傳(chuan) 基因突變引起的。這些突變一代一代傳(chuan) 下來。BRCA1和BRCA2基因突變是遺傳(chuan) 性乳腺癌zui常見的原因。 BRCA基因突變是zui出名的，是因為(wei) 他們(men) 增加患乳腺癌的風險，同時也造成卵巢癌，前列腺癌，胰腺癌和其它癌症的風險增加。