| 導讀 | 大約20％的乳腺癌是“HER2陽性”，它們會產(chǎn)生過量HER2蛋白，往往是攻擊性的癌癥之一。癌癥做到早發(fā)現(xiàn)需要盡早準確的發(fā)現(xiàn)基因周圍高度復雜的DNA變異。研究人員認為長讀序列是捕獲結(jié)構(gòu)變異復雜性的寶貴工具，這對進一步研究和臨床應用有著重要意義。 |
圖片來源：Schatz Lab，CSHL / JHU
頂部矩形顯示由HER2基因（也稱為ERBB2）占據(jù)的染色體17的200萬個堿基對區(qū)段。該基因的一小部分已經(jīng)大量擴增，斷裂并與8號染色體（下部矩形）融合。在該染色體上，基因的部分被復制多達1000次，其中各種片段在染色體內(nèi)跳躍（綠色弧形）。
6月28日,發(fā)表在Genome Research雜志上題為"Complex rearrangements and oncogene amplifications revealed by long-read DNA and RNA sequencing of a breast cancer cell line"的研究中，科學家們證實了長讀長測序的作用。
傳統(tǒng)的短讀長測序技術(shù)會忽略乳腺癌細胞系的部分變種，而用長讀長測序技術(shù)讀取癌細胞的基因組，可以讀取更長的DNA片段。通訊作者Michael C. Schatz博士說，長讀長測序(Long-read sequencing)使團隊能夠非常詳細地重建 HER2基因在HER2陽性乳腺癌細胞中如何大量擴增的歷史情況。
長度長測序的優(yōu)勢：
拼寫錯誤的基因、以及結(jié)構(gòu)變異可包含大塊染色體的DNA大規(guī)模重排，干擾已經(jīng)進化以調(diào)節(jié)細胞生長的平衡機制。通常沉默的基因被大量激活并形成突變蛋白。這些和其他中斷導致細胞無限制生長，是癌癥顯著的標志。
冷泉港實驗室（CSHL）的科學家在Genome Research發(fā)表了有關(guān)癌細胞基因組結(jié)構(gòu)變異的詳細圖譜。該圖揭示了大約20,000個結(jié)構(gòu)變異。
測序?qū)＜襇ichael C. Schatz和W. Richard McCombie領(lǐng)導的團隊使用了長讀長測序技術(shù)讀取癌細胞的基因組。與舊的短讀技術(shù)相比，該技術(shù)可以讀取更長的DNA片段。當使用團隊近發(fā)布的兩個復雜軟件包解釋結(jié)果時，長讀長測序在信息和上下文方面更豐富。例如，它可以通過看到更多的物理背景來更好地理解DNA字母的重復延伸。
該團隊通過使用這種技術(shù)來讀取源自SK-BR-3細胞系的細胞基因組，展示了長讀長測序的強大功能。其中SK-BR-3是乳腺癌細胞的一個重要模型，具有HER2基因的變異（有時也稱為ERBB2）。
長度長測序的發(fā)展：
Maria Nattestad博士說，“我們在這個細胞系中發(fā)現(xiàn)的20,000個變種中大多數(shù)都被短讀長測序所遺漏。”Maria Nattestad博士與同事一起完成了這項工作，并在HER2基因周圍發(fā)現(xiàn)了一系列高度復雜的DNA變異。該團隊將長讀長測序的結(jié)果與另一種實驗的結(jié)果相結(jié)合，讀取由激活基因產(chǎn)生的信息或轉(zhuǎn)錄本。這個更全面的圖片非常詳細地描述了結(jié)構(gòu)變異如何破壞癌細胞中的基因組并揭示癌細胞是如何快速進化的。
作者之一McCombie說，“使用好的技術(shù)繼續(xù)建立變異癌細胞類型的目錄至關(guān)重要”。 長讀長測序是捕獲結(jié)構(gòu)變異復雜性的寶貴工具，隨著測序成本的進一步下降，研究人員期望其能廣泛應用于研究及臨床實踐。
責編：風鈴
參考資料：
Massive genome havoc in breast cancer is revealed
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