最近,新加坡A*STAR基因組研究所(GIS)的科學家開發出一種新技術,簡化了準確識別致病DNA突變的任務,為新藥開發和新的疾病診斷法奠定了基礎。
設計新的藥物治療糖尿病、類風濕性關節炎這樣的疾病,通常是非常困難的,因為我們不知道藥物應該靶定體內哪些分子。如果我們能夠找出導致特定疾病的基因突變,我們就可以將這些突變與特定蛋白質聯系起來,然后設計藥物來阻斷或激活這些蛋白。我們還可以測量以這種方式確定的蛋白質的活性,更準確地診斷疾病,這是精密醫學的一個主要目標。延伸閱讀:DNA轉錄和致病擴增之間的聯系。
GIS綜合基因組學副主任Shyam Prabhakar帶博士領的一個科學家團隊,開發了一種新的遺傳分析技術,稱為Genotype-independent Signal Correlation and Imbalance (G-SCI)試驗,可檢測基因組中特定的化學變化,并將它們連接到附近的基因突變。然后他們發現,與這些化學變化相關的基因突變也可能導致疾病。G-SCI測試在一項包含57個人的研究中得到了驗證,相關研究結果發表在最近的《自然方法》(Nature Methods)。
當在這項研究中與化學分析方法結合使用時,在識別有害基因突變方面,G-SCI試驗比現有的方法敏感10倍。該研究的共同第一作者、GIS的Ricardo del Rosario說:“G-SCI測試是變革的——不是檢測500個人的基因表達相關性,而是進行僅僅50至60的組蛋白乙酰化分析。這減少了每項研究需要的受試者數量,并使得我們能夠深入調查疾病。”
本研究另外共同第一作者、GIS 的Jeremie Poschmann博士,強調新方法的另一個好處:“我們不是使用基因組測序,而是利用來自于我們方法檢測DNA突變的組蛋白乙酰化測序數據。這為我們節省了大量的時間、精力和資源。”
加州大學圣地亞哥分校(UCSD)細胞與分子醫學系、Ludwig癌癥研究所的任兵教授評價說:“這是一項令人興奮的研究,為基因調控的遺傳分析設立了一種新的基準。該方法大大提高了我們理解人類基因組的能力,并將有利于疾病遺傳基礎的研究。”
科學家們驗證了新測試的有效性,并能夠識別與某些遺傳疾病的聯系。Prabhakar博士說:“我們發現,擾動基因組化學狀態的突變,與引起自身免疫性疾病的突變之間有著強烈關聯。這時我們知道,我們用G-SCI測試方法命中了靶心。”
斯坦福大學的Jonathan Pritchard 教授評論說:“這項工作,為將遺傳變異與染色質功能變異相關聯,提供了重要的新工具,并提供了令人信服的證據表明,這類遺傳變異在人類疾病中起著核心作用。”
GIS執行董事Huck-Hui Ng 教授表示:“我很高興,這一新方法具有卓越的精度用于鑒定致病突變。G-SCI方法創新性地利用遺傳信息,來選擇人類基因組區域用于疾病關聯分析。隨著我們看到越來越大和越來越復雜的數據集,業界將面臨即將到來的大數據分析挑戰。該方法擴展了新加坡基因組研究所的計算分析能力。”
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