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Nature：科學(xué)家解鎖多種癌細胞突變，可開發(fā)更具針對性的治療
| 導(dǎo)讀 | 癌細胞的DNA經(jīng)常發(fā)生突變，這可以給科學(xué)家提供線索，讓他們知道癌癥是如何開始或者哪種治療方法可能有效。但發(fā)現(xiàn)這些突變很困難。近日，來自賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究小組開發(fā)了一個新框架，可結(jié)合現(xiàn)有方法，在癌細胞DNA中找到一些新的結(jié)構(gòu)變異，從而進一步了解癌癥是如何開始的。 |
這種新方法于9月10日以“Integrative detection and analysis of structural variation in cancer genomes”為題發(fā)表在《Nature Genetics》雜志上。
結(jié)構(gòu)變異
染色體結(jié)構(gòu)變異（structural variants）是DNA中的大突變，可導(dǎo)致致癌基因被激活。例如，某些類型的腦癌（如困擾美國參議員John McCain和Edward Kennedy的腦癌），可能是由放大某些致癌基因的結(jié)構(gòu)變異引起的。在一些癌癥中，知道患者有這種異常有助于醫(yī)生決定治療方案。
“在人類癌癥中發(fā)現(xiàn)的許多結(jié)構(gòu)變異似乎并不直接影響基因，” 作者、索爾克研究所的Helmsley-Salk研究員Jesse Dixon說， “相反，許多結(jié)構(gòu)變異出現(xiàn)在基因組的非編碼（即所謂的垃圾DNA）區(qū)域，而這一區(qū)域的結(jié)構(gòu)變異對于科學(xué)家們理解導(dǎo)致癌癥的原因是神秘的。”
現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變異的方法主要包括:光學(xué)作圖、染色質(zhì)構(gòu)象捕捉技術(shù)(Hi-C技術(shù) )和全基因組測序三種，已經(jīng)被用來發(fā)現(xiàn)大多數(shù)已知的結(jié)構(gòu)變異。
而通過使用一種新方法，研究人員現(xiàn)在能夠發(fā)現(xiàn)30多種癌細胞的結(jié)構(gòu)變異，同時，他們還用同樣的方法開始了解為什么某些類別的結(jié)構(gòu)變異可能會導(dǎo)致癌癥。
研究人員觀察到，一些結(jié)構(gòu)變異似乎會影響DNA非編碼序列中的基因調(diào)控“開關(guān)”——有缺陷的開關(guān)阻止了特定基因正常的開啟或關(guān)閉，從而導(dǎo)致癌癥；另外，他們還使用Hi - C方法來探索結(jié)構(gòu)變異如何影響3D基因組結(jié)構(gòu)——DNA如何在細胞內(nèi)折疊。
“細胞很小，但是它們的DNA排列很長，一個細胞的所有DNA長達兩米多，” 馬薩諸塞大學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)教授、通訊作者之一Job Dekker解釋道，“這就是為什么DNA需要以復(fù)雜的方式折疊。我們發(fā)現(xiàn)癌細胞的基因組改變會導(dǎo)致基因組折疊方式的不同，這可能導(dǎo)致基因被錯誤的調(diào)控開關(guān)開啟或關(guān)閉。”
來自癌細胞的DNA (藍色)熒光顯微圖像顯示了一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變異體(右上顯示的染色體帶有一簇彩色點)，這種變體是通過新的綜合分析方法鑒定的。（來源：Salk Institute）
重要意義
生物化學(xué)和分子生物學(xué)助理教授、通訊作者之一Feng Yue說:“我們能夠設(shè)計并使用我們的計算框架將三種方法連接在一起，較之先前每種方法只能回顧一部分結(jié)構(gòu)變異，整合三種不同方法的結(jié)果可以獲得全面的癌癥基因組。”
總結(jié)來說，結(jié)構(gòu)變異會影響癌細胞的基因組折疊，這些變異可能是癌癥產(chǎn)生的原因。研究人員開發(fā)了一種新的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變異的方法，他們認為這項工作能夠更好地預(yù)測哪些結(jié)構(gòu)變異可能導(dǎo)致癌癥，以及它們可能針對哪些基因。
責(zé)編：浮蘇
參考資料：
New method of pinpointing cancer mutations could lead to more targeted treatments
Integrative detection and analysis of structural variation in cancer genomes