Nat Genet：科學家成功整合多種高端技術來尋找誘發癌症的突變！

癌細胞的DNA通常會攜帶多種突變，而這恰恰就能給科學家們提供線索來幫助闡明癌症發生的機制以及如何使用有效療法來抑制癌症發生，但尋找這些突變較為困難，近日來自賓夕法尼亞州立大學的科學家們就開發了一種新方法能幫助尋找這些致癌突變；研究人員所開發的新型框架能將當前多種方法結合，幫助尋找完整的大規模突變或結構變異，相關研究刊登於國際雜誌Nature Genetics上。

圖片來源：CC0 Public Domain

研究者Feng Yue表示，本文研究結果或能幫助研究者們尋找癌細胞中DNA出現的新型結構變異，並且闡明癌症發生的機制。研究者利用新開發的計算機框架就能將三種不同的方法連接起來獲得癌細胞基因組的全面圖譜，其中每一種方法只能闡明癌細胞中部分的結構變異，但當研究者將不同方法整合後就能夠對癌症基因組進行最全面的了解。

結構變異是DNA中發生的大型突變，其會誘發致癌基因的表達被開啟，比如特定類型的腦癌就會因結構變異所致的致癌基因表達的開啟所誘發，在某些癌症中，了解患者機體的異常表現或許就能幫助臨床醫生為患者制定最佳的療法。研究者Yue說道，這些結構變化非常重要，了解癌症患者機體中的結構變異能夠幫助他們理解為何患癌，以及哪種療法能夠有效治療疾病。

文章中，研究者利用了三種已經存在的方法來尋找結構突變，即光學映像技術（optical mapping）、高通量染色體構象捕獲技術（Hi-C）和全基因組測序技術，這些技術目前都能幫助研究者來尋找細胞中已經存在的大部分結構突變。利用這種新型整合方法，研究人員就能夠在30多種癌細胞中尋找結構突變，而且研究者還能利用相同的方法來研究為何特定類型的結構突變會導致癌症發生。

研究者Jesse Dixon說道，我們在人類癌症中發現的很多結構變異似乎並不會直接影響基因的表達，相反許多結構變異會在基因組的非編碼部分中出現，也就是所謂的「垃圾DNA」區域，目前研究人員並不清楚這些基因誘發人類癌症的分子機制和原因。研究者表示，某些結構變異似乎還會影響非編碼DNA序列中調節性基因的開關功能，而基因開關的缺失會抑制特定基因的開啟或關閉，從而誘發癌症。

在很多癌症中，基因的表達沒有任何問題，而控制基因表達的「開關」卻會出現問題，利用這種新方法，研究人員就能夠發現哪些開關被破壞了，同時還能尋找到有效作用這些開關的特殊靶點，如果這些開關的功能被關閉的話，研究人員就能夠利用基因編輯技術來有效開啟這些開關的功能。同時研究者還能利用Hi-C技術來深入探究結構變異如何影響細胞的3-D基因組結構。

Job Dekker教授說道，細胞雖小，但其DNA鏈卻很長，如果排成一條直線的話，一個細胞中的DNA長度會超過兩米，這就是為何DNA需要以極其複雜的方式進行摺疊的原因了。研究者指出，癌細胞中基因組的改變會導致基因組摺疊的差異，從而就會造成一些錯誤調節開關誘發的基因表達或關閉的情況。

研究者指出，這些結構改變能夠幫助預測癌細胞中的基因組摺疊情況，而且這些改變或許也會誘發癌症；此前研究人員發現，我們機體的基因組能被摺疊成不同的結構，就好像小型社區一樣，看起來似乎一些結構變異會導致社區結構發生變化，比如誘發癌症的基因被從一個保持沉默的區域移動到了一個激活的區域。

下一步研究者Yue計劃和同事深入研究，在更多癌症患者中應用這種新方法來研究尋找更多致癌突變，同事本文研究結果也能夠幫助研究人員更好地預測哪些結構變異能夠誘發癌症，以及尋找那些能夠被靶向作用的關鍵基因。研究者Yue說道，如果我們能夠理解哪些突變會驅動哪些基因表達的話，我們或許就能夠發現癌細胞的致命弱點，從而開發出新型靶向性療法來有效攻擊這些癌細胞。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Jesse R. Dixon, Jie Xu, Vishnu Dileep, et al.Integrative detection and analysis of structural variation in cancer genomes. Nature Genetics, 2018; DOI: 10.1038/s41588-018-0195-8

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！