轉(zhuǎn)錄組測(cè)序揭示乳腺癌重排

即將在本周《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）的網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表的一篇論文中，一個(gè)國際研究小組介紹了一項(xiàng)利用高通量的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序來發(fā)現(xiàn)乳腺癌細(xì)胞系中的基因組重排的原理論證研究。

美國克萊格凡特研究院（J. Craig Venter Institute）、Lugwig 癌癥研究所的三個(gè)分所、以及紐約斯隆-凱特琳癌癥紀(jì)念研究中心（Memorial Sloan-Kettering CancerCenter）的研究人員利用Roche 454 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序來尋找一個(gè)高度重排的乳腺癌細(xì)胞系中的基因組易位。在這個(gè)過程中，他們發(fā)現(xiàn)了7 個(gè)新的基因組重排－包括5 個(gè)截短蛋白和2 個(gè)嵌合體蛋白，相信這至少影響了9 個(gè)基因。

文章的通訊作者Robert Strausberg，也是JCVI 基因組醫(yī)學(xué)的代理主管及小組領(lǐng)導(dǎo)， 他告訴《GenomeWeb Daily News 》的記者： “ 我們對(duì)此非常激動(dòng)�！盨trausberg 贊揚(yáng)高通量測(cè)序?yàn)檠芯咳藛T提供了途徑去了解轉(zhuǎn)錄組的新信息類型。他說：“這讓詳細(xì)了解細(xì)胞中這么多個(gè)轉(zhuǎn)錄本的夢(mèng)想成真。”

多項(xiàng)研究證實(shí)了大規(guī)�；�因組分析在鑒定與多種癌癥相關(guān)的突變、重排和基因表達(dá)改變中的有效性。對(duì)于這項(xiàng)最新研究，Strausberg 和他的同事們聚集于轉(zhuǎn)錄組中隱藏的信息，轉(zhuǎn)錄組是指細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄本的集合。由于轉(zhuǎn)錄組反映了活躍的基因組，它包含了從不同的基因剪接形式到基因表達(dá)的一切大量信息。

但是Strausberg 和他的小組還想從轉(zhuǎn)錄組中了解其它信息－有關(guān)基因組易位事件的線索。為了檢測(cè)基因重排的活躍基因產(chǎn)物，他們利用了Roche 454-FLX 焦磷酸測(cè)序，來評(píng)估高度重排的乳腺癌細(xì)胞系HCC1954 的轉(zhuǎn)錄組。

研究小組從該細(xì)胞系中產(chǎn)生了510,703 個(gè)cDNA 序列讀數(shù)。在這些讀數(shù)中，超過384,900 個(gè)讀數(shù)與9,221 個(gè)RefSeq 基因mRNA 配對(duì)。剔除掉這些與RefSeq 配對(duì)的序列，研究人員嘗試將剩余的序列與人類參考基因組比對(duì)，剩下47,370 個(gè)序列與兩者都不能配對(duì)。

研究人員隨后將剩余的序列放入計(jì)算機(jī)分析流程，提取出496 個(gè)含有至少兩個(gè)不同的基因組位點(diǎn)信息的潛在的嵌合體轉(zhuǎn)錄本。大體上一半的轉(zhuǎn)錄本代表了同一個(gè)染色體上的重排，而另一半則包含了不同染色體間的重排。

研究小組從中挑選了33 個(gè)假定的嵌合體用于后續(xù)研究，并從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了13 個(gè)嵌合體cDNA。小組檢測(cè)到的大部分變異也同樣存在于同一個(gè)體的血細(xì)胞對(duì)照系中。這促使研究人員利用Long Range PCR、Sanger 末端測(cè)序和熒光原位雜交來區(qū)分反式剪接事件和真正的基因組重排。

文章的主要作者Qi Zhao－JCVI 的人類基因組科學(xué)家告訴《GenomeWeb Daily News》，盡管他們發(fā)現(xiàn)的一些重排與細(xì)胞系的已知變化有重疊，但其它都是新的。比如，他們?cè)谧畛醯膶?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了4 個(gè)染色體間轉(zhuǎn)位和1 個(gè)染色體內(nèi)重排。接下來，研究小組再回去尋找那些在基因組上可定位于不止一個(gè)定位點(diǎn)的嵌合體轉(zhuǎn)錄本。在此過程中，他們又發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了2 個(gè)染色體間重排。

研究中總共發(fā)現(xiàn)了7 個(gè)重排，據(jù)信至少影響了9 個(gè)不同的基因。其中5 個(gè)重排產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄本編碼了截短蛋白—包括有著致癌功能的蛋白。例如，研究人員檢測(cè)到MRE11A 和NSD1 的截短，MRE11A 基因編碼的蛋白參與了幾種乳腺癌中檢測(cè)到的雙鏈斷裂修復(fù)，而NSD1 基因則編碼了可能的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，有時(shí)存在于急性髓細(xì)胞白血病中。

作者寫道：“我們的結(jié)果暗示基因組易位可能是乳腺癌中基因失活的另一個(gè)機(jī)制，它可能是與點(diǎn)突變一樣常見的機(jī)制�！�

在這項(xiàng)原理論證研究之外，Strausberg 表示最終的目標(biāo)是在臨床水平審視并了解癌癥。他和他的合作者們強(qiáng)調(diào)了編輯并整合不同類型數(shù)據(jù)的必要性－包括基因組重排和選擇性剪接事件，從而提高從研究中得到更好結(jié)果的機(jī)率。

作者總結(jié)表示：“數(shù)據(jù)庫提供了在多種癌癥中比較和對(duì)照這些變化的可能性，它對(duì)于識(shí)別癌癥中共同的特征非常重要，從而為應(yīng)用新的干預(yù)方法來有效治療所有癌癥提供了機(jī)會(huì)，而病人的結(jié)果也能因此改善�！�

454 生命科學(xué)是羅氏應(yīng)用科學(xué)旗下卓越的中心之一，開發(fā)并商業(yè)化了創(chuàng)新的454測(cè)序系統(tǒng)，用于超高通量的DNA 測(cè)序。具體的應(yīng)用包括基因組的從頭測(cè)序和重測(cè)序、宏基因組學(xué)、RNA 分析和DNA 目標(biāo)區(qū)域的定向測(cè)序。454 測(cè)序系統(tǒng)的特點(diǎn)是樣品制備簡(jiǎn)單且無偏向性，讀長(zhǎng)包括配對(duì)末端讀長(zhǎng)超長(zhǎng)且準(zhǔn)確度高。454 測(cè)序系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)催生了各個(gè)研究領(lǐng)域的幾百項(xiàng)經(jīng)同行評(píng)議的研究，例如癌癥和傳染病研究、藥物篩選、海洋生物學(xué)、人類學(xué)、古生物學(xué)等多個(gè)方面。更多信息， 請(qǐng)查看http:///。