使用長讀長方法更好地了解癌癥基因組中的 DNA 突變

正如沿著黑暗的小徑行走時，手電筒發(fā)出的光束比最亮的蠟燭更寬，長讀長基因組測序似乎也比短讀長測序能闡明更廣泛的 DNA 突變基因組圖像。

最近發(fā)表在Cell Genomics上的新 EMBL 研究表明，長讀長基因組測序可以揭示染色體結構重排的重要模式，這些模式以前在癌癥基因組學中使用的更主要的短讀長測序無法發(fā)現(xiàn)。

由 EMBL 海德堡、德國癌癥研究中心 (DKFZ) 和 EMBL-EBI 研究人員共同領導的一項合作應用新技術，以一種可能應用于臨床環(huán)境的方式利用長讀長測序。

短讀與長讀測序

長期以來，科學家們主要使用短讀長基因組測序來探索癌癥的突變圖譜。短讀長基因組測序技術具有高通量，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，使用計算工具識別基因組中的突變。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分析體細胞結構變異 (SSV) 對細胞功能的影響。這些 SSV 是已知與大多數(shù)致癌突變相關的大 DNA 片段(例如缺失、重復等)的重排。

較新的長讀長測序方法(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癌癥基因組突變的方法。納米孔測序使研究人員能夠對長 DNA 或 RNA 片段進行實時測序。它的工作原理是監(jiān)測電流的變化，因為核酸——DNA 和 RNA 的組成部分——通過蛋白質納米孔。生成的信號經過計算解碼，給出特定的 DNA 或 RNA 序列。

與短讀長測序相比，長讀長測序的設備更小、速度更快，并且可以讀取更長的 DNA 鏈。因此，就像一個拼圖塊更少、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。

“我們知道我們無法通過短讀長測序獲得全貌，”EMBL 海德堡 Korbel 研究小組的高級生物信息學家、細胞基因組學論文的主要作者 Tobias Rausch 說。“這項技術現(xiàn)在正處于我們可以真正使用長讀長測序并發(fā)現(xiàn)缺失內容的地步。”

如何識別以前未發(fā)現(xiàn)的基因組模式

使用來自單個髓母細胞瘤——一種原發(fā)性兒童腦腫瘤，在診斷和治療后收集的細胞，研究人員能夠使用新的長讀序列分析方法來識別導致基因組中較長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這一點。

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，我們如何才能在癌癥基因組情況下最好地使用長讀長測序?方法交付是該項目的重要組成部分，由此產生的許多工具有望對更廣泛的社區(qū)有用。”

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