正如沿著黑暗的小徑行走時(shí)，手電筒發(fā)出的光束比最亮的蠟燭更寬，長(zhǎng)讀長(zhǎng)基因組測(cè)序似乎也比短讀長(zhǎng)測(cè)序能闡明更廣泛的 DNA 突變基因組圖像。
最近發(fā)表在Cell Genomics上的新 EMBL 研究表明，長(zhǎng)讀長(zhǎng)基因組測(cè)序可以揭示染色體結(jié)構(gòu)重排的重要模式，這些模式以前在癌癥基因組學(xué)中使用的更主要的短讀長(zhǎng)測(cè)序無(wú)法發(fā)現(xiàn)。
由 EMBL 海德堡、德國(guó)癌癥研究中心 (DKFZ) 和 EMBL-EBI 研究人員共同領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)合作應(yīng)用新技術(shù)，以一種可能應(yīng)用于臨床環(huán)境的方式利用長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序。
短讀與長(zhǎng)讀測(cè)序
長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們主要使用短讀長(zhǎng)基因組測(cè)序來(lái)探索癌癥的突變圖譜。短讀長(zhǎng)基因組測(cè)序技術(shù)具有高通量，但只能生成許多短的 DNA 片段，然后研究人員將這些片段拼湊起來(lái)，使用計(jì)算工具識(shí)別基因組中的突變。然而，研究人員懷疑這種方法遺留了一些未被發(fā)現(xiàn)的突變模式。這就是為什么他們尋求更好的方法來(lái)分析體細(xì)胞結(jié)構(gòu)變異 (SSV) 對(duì)細(xì)胞功能的影響。這些 SSV 是已知與大多數(shù)致癌突變相關(guān)的大 DNA 片段(例如缺失、重復(fù)等)的重排。
較新的長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序方法(如本次 EMBL 研究中使用的 Oxford Nanopore)可能提供一種以更好的方式檢測(cè)癌癥基因組突變的方法。納米孔測(cè)序使研究人員能夠?qū)﹂L(zhǎng) DNA 或 RNA 片段進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)序。它的工作原理是監(jiān)測(cè)電流的變化，因?yàn)楹怂?mdash;—DNA 和 RNA 的組成部分——通過(guò)蛋白質(zhì)納米孔。生成的信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算解碼，給出特定的 DNA 或 RNA 序列。
與短讀長(zhǎng)測(cè)序相比，長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序的設(shè)備更小、速度更快，并且可以讀取更長(zhǎng)的 DNA 鏈。因此，就像一個(gè)拼圖塊更少、更大，序列更容易組裝。此外，它還可以讓研究人員了解癌癥表觀基因組的變化。
“我們知道我們無(wú)法通過(guò)短讀長(zhǎng)測(cè)序獲得全貌，”EMBL 海德堡 Korbel 研究小組的高級(jí)生物信息學(xué)家、細(xì)胞基因組學(xué)論文的主要作者 Tobias Rausch 說(shuō)。“這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在正處于我們可以真正使用長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序并發(fā)現(xiàn)缺失內(nèi)容的地步。”
如何識(shí)別以前未發(fā)現(xiàn)的基因組模式
使用來(lái)自單個(gè)髓母細(xì)胞瘤——一種原發(fā)性兒童腦腫瘤，在診斷和治療后收集的細(xì)胞，研究人員能夠使用新的長(zhǎng)讀序列分析方法來(lái)識(shí)別導(dǎo)致基因組中較長(zhǎng)部分重排的新突變模式，然后他們能夠在其他癌癥類型中證實(shí)這一點(diǎn)。
從一開始，我們就明白方法的開發(fā)需要成為我們工作的重要組成部分，我們?nèi)绾尾拍茉诎┌Y基因組情況下最好地使用長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序?方法交付是該項(xiàng)目的重要組成部分，由此產(chǎn)生的許多工具有望對(duì)更廣泛的社區(qū)有用。”
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