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“钓取”人类基因组草图中被忽略的重复DNA
【字体: 大 中 小 】 时间:2002年11月05日 来源:
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[生物通讯]最新出炉的人类基因组序列草图中有许多大片段DNA缺席,洛杉矶Cedars-Sinai 医学中心的人类遗传学教授Julie Korenberg声称。更为细致地检查这些被忽略的区域--也就是DNA重复区域--将有助于许多疾病更好地诊断和治疗,包括各种遗传性疾病和癌症等,她说。
Korenberg在日前于马里兰州巴尔的摩召开的美国人类遗传学协会2002年会上报告说,这些自动化测序方法极易忽略的DNA区域是基因组的不稳定区域,能够引起基因的复制、缺失以及染色体的重排等变异。这些变异发生在生殖细胞中就会引起出生缺陷,发生在体细胞中就会导致肿瘤的形成。
为绘制出公共经费资助的人类基因组图谱,也就是今年6月最新版本的序列草图,科学家首先利用位置标记来定位150kb左右的大DNA片段所在的染色体区域,然后在细菌人工染色体(bacterial artificial chromosomes ,BAC)中克隆这些大片段,然后科学家们再打碎这些大片段为小DNA片段,进行自动化测序。
但如果一个重复序列比BAC大,计算机也会反复调整BAC到基因组序列的同一部分,休斯顿贝勒医学院的分子与人类遗传学教授James Lupski指出。
“计算机运算法则无法辨别这个序列有两个拷贝......因此它只能把它们归为一个序列。”Lupski解释说。
Korenberg的做法与此不同,她开始用的是对应有DNA重复单位的BAC。她从一个约含有7,000个BAC的文库中筛选出580个BAC与人类中期染色体上的多个位点进行杂交,然后用荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization ,FISH)技术检测杂交情况。
在发生杂交的BAC子集中,Korenberg再对每个杂交区域的两端进行测序,她发现至少有47%的含有BAC的序列在人类基因组草图中或是缺失,或是被错误组装。
“这些BAC可作为基因组中不稳定区域的标记,因此一旦我们找到这些标记,就能够找到导致癌症的遗传不稳定性。”Korenberg接受BioMedNet 新闻采访时说。
Korenberg推测,赛莱拉基因组公司绘制的人类基因组草图中缺失的DNA重复序列可能更多,因为该公司的全基因组鸟枪测序法所用的测序片段更小。
Lupski 对这一研究结果表示欢迎,他认为这个结果拥护了他的预言。Lupski说,经过多轮艰难的同行评论审阅,他去年在《自然遗传学》上发表了一篇指称人类基因组序列草图所提供的信息有限的文章。
Lupski在文章中预言,最终有可能发明对应基因组不稳定区域的DNA芯片。例如,可通过这些芯片来搜索因未知原因而发育延迟或身材矮小的病人的染色体重排等,这些病人在迄今进行的遗传检查中都未发现异常,他说。
“了解基因组中的不稳定区域将导致有重要意义的新诊断方法的产生,例如出生前诊断等。”Lupski说。Lupski是美国人类遗传学协会本年度Curt Stern奖的获得者,以奖励其在人类遗传学研究领域所取得的辉煌成就。
还有一项在年会上公布的研究利用基因组序列草图识别出至少40个在整个进化过程中高度保守的新基因。
根据早先有关肿瘤基因的研究结果,研究人员Robert Eisenman 和 Gail Bruns推测,与大多数基本的细胞过程中的一些有关的基因在整个进化过程中可能是高度保守的。
为寻找这些基因,研究人员检查了公布的人类基因组序列草图中与果蝇Drosophila melanogaster和线虫Caenorhabditis elegans具有明显同源性的区域。
这些新发现的基因将有助于研究人员阐明人类遗传疾病背后的分子机制,但首先,“要证明这些新基因确实与疾病有关还需要做大量的工作。”Lupski说。
这项工作只是当前挖掘数据库潜力的一个流行趋势的一部分,但的确“令人兴奋,难以置信。”
生物通编译自BioMedNet