【1】AJHG：科學(xué)家利用全基因測(cè)序來(lái)鑒別個(gè)體的患病風(fēng)險(xiǎn)
doi：10.1016/j.ajhg.2016.12.009
想象有一天當(dāng)你去拜訪醫(yī)生進(jìn)行身體檢查時(shí)，醫(yī)生會(huì)告訴你去進(jìn)行一些常規(guī)檢查，比如膽固醇、血糖和血細(xì)胞計(jì)數(shù)等項(xiàng)目，但同時(shí)醫(yī)生也會(huì)讓你進(jìn)行基因組的測(cè)序，即對(duì)大約30億個(gè)堿基進(jìn)行檢測(cè)，然而常規(guī)的基因組檢測(cè)目前距離我們還太過(guò)于遙遠(yuǎn)。
來(lái)自德克薩斯大學(xué)休斯頓健康科學(xué)中心的研究人員Eric Boerwinkle博士就表示，在不久的將來(lái)，全基因組測(cè)序或許就會(huì)成為常規(guī)醫(yī)學(xué)研究中不可或缺的一部分。為了幫助臨床醫(yī)生、患者以及科學(xué)家們加工處理大量讓人難以置信的數(shù)據(jù)，這項(xiàng)研究中，研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新型框架，這種框架能夠幫助理解機(jī)體的全基因組序列數(shù)據(jù)來(lái)鑒別增加或降低疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的遺傳突變，相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志The American Journal of Human Genetics上。
研究者Alanna Morrison博士表示，這項(xiàng)研究非常重要，因?yàn)槠淠軌驗(yàn)榭茖W(xué)家和臨床醫(yī)生提供實(shí)際的步驟來(lái)幫助分析全基因組數(shù)據(jù)，鑒別出可能增加個(gè)體疾病風(fēng)險(xiǎn)或保護(hù)個(gè)體免于某些疾病風(fēng)險(xiǎn)的差異，比如糖尿病、癌癥和心臟病等。文章中，研究者對(duì)來(lái)自社區(qū)動(dòng)脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)研究（ARIC）中的3000多名個(gè)體進(jìn)行了全基因組測(cè)序，并且對(duì)和心臟及血液疾病相關(guān)的多種特點(diǎn)進(jìn)行分析。
【2】新突破！掌上測(cè)序儀首次完成人類全基因組測(cè)序
最近，英國(guó)牛津大學(xué)（Oxford University）Wellcome Trust人類遺傳學(xué)中心（Wellcome Trust Centre for Human Genetics）和在基因組分析領(lǐng)域領(lǐng)先的英國(guó)公司Genomics plc宣布，首次使用掌上納米孔測(cè)序儀完成了多個(gè)人類全基因組測(cè)序和分析。這項(xiàng)成果是在紐約舉行的牛津納米孔行業(yè)會(huì)議上公布的，它標(biāo)志著測(cè)序技術(shù)的一次突破，打開(kāi)了大規(guī)模使用納米孔測(cè)序技術(shù)的大門。
納米孔技術(shù)是近年來(lái)在基因測(cè)序領(lǐng)域興起的一項(xiàng)新技術(shù)，它的主要原理是通過(guò)電泳驅(qū)動(dòng)單鏈DNA分子通過(guò)一個(gè)直徑只有1納米的小孔，當(dāng)不同的核苷酸經(jīng)過(guò)這個(gè)納米孔時(shí)，因其特有的結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)通過(guò)納米孔的電流產(chǎn)生一個(gè)特定的改變。通過(guò)捕捉和分析這個(gè)電流改變，就可以記錄核苷酸的序列。由于納米孔只允許DNA分子上的核苷酸逐一通過(guò)，測(cè)序的連續(xù)性和準(zhǔn)確度非常高。并且無(wú)需擴(kuò)增或標(biāo)記DNA就能進(jìn)行測(cè)序，有望降低測(cè)序成本。
【3】Science MBE：全基因組測(cè)序幫助追蹤真菌特殊降解酶類的起源
doi：10.1126/science.1221748
近日，發(fā)表在國(guó)際雜志Molecular Biology and Evolution上的一項(xiàng)研究論文中，來(lái)自美國(guó)能源部聯(lián)合基因組研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員通過(guò)對(duì)10株白腐真菌和褐腐真菌進(jìn)行全基因組測(cè)序闡明了真菌中和木質(zhì)纖維素分解相關(guān)的酶類起源的時(shí)間軸。
真菌是植物體的天然降解幫手，其包含有特殊的酶類可以幫助科學(xué)家從事很多應(yīng)用性研究。對(duì)白腐真菌和褐腐真菌進(jìn)行全基因組測(cè)序研究其酶類家族填補(bǔ)了研究者們長(zhǎng)期以來(lái)在真菌進(jìn)化領(lǐng)域研究的空白，同時(shí)也提供了更加精確的時(shí)間軸來(lái)揭示可以在不同時(shí)間段對(duì)植物體進(jìn)行降解的關(guān)鍵真菌。
生物能源的研究人員一直以來(lái)都非常感興趣從事朽木菌的研究，因?yàn)樾嗄揪a(chǎn)生的酶類可以降解多種植物原材料，比如纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，褐腐真菌被認(rèn)為僅可以降解纖維素和半纖維素，而白腐真菌則可以降解所有的植物體組分，比如纖維素等。對(duì)真菌基因組的大范圍測(cè)序或許就可以幫助研究者們制定更為深入的真菌降解朽木的策略；文章中研究人員構(gòu)建了一種比較基因組學(xué)的分析技術(shù)來(lái)幫助進(jìn)行10株真菌的測(cè)序，組裝以及信息注解，這樣一來(lái)就可以更好地追溯真菌木質(zhì)素降解關(guān)鍵酶類的起源了。
【4】單細(xì)胞全基因組測(cè)序——求同存異，追本溯源
細(xì)胞是生命體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，人類對(duì)生命本源的不斷探索推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。單細(xì)胞全基因組測(cè)序是在單細(xì)胞水平對(duì)全基因組進(jìn)行擴(kuò)增與測(cè)序的一項(xiàng)新技術(shù)，它對(duì)單個(gè)細(xì)胞異質(zhì)性的研究不僅在表觀遺傳學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)等理論研究中發(fā)揮重要作用，在癌癥腫瘤疾病診斷治療、胚胎植入前遺傳診斷篩查等臨床應(yīng)用中也有非常重要的意義。
2011年，《Nature Methods》將單細(xì)胞測(cè)序列為年度值得期待的技術(shù)之一；2013年，《Science》將單細(xì)胞測(cè)序列為年度最值得關(guān)注的六大領(lǐng)域榜首。近年來(lái)單細(xì)胞全基因測(cè)序不斷發(fā)展的技術(shù)方法和在各領(lǐng)域的研究成果也屢屢登上"NCS"的榮譽(yù)殿堂。仿佛一夜之間，單細(xì)胞全基因組檢測(cè)技術(shù)就成了生物醫(yī)藥研究人員的新寵。
究其原因，除了技術(shù)層面的進(jìn)步，單細(xì)胞全基因組測(cè)序也體現(xiàn)了科學(xué)研究對(duì)生命體極大的尊重。下面我們就從幾個(gè)方面來(lái)解讀這項(xiàng)新興技術(shù)。
【5】全外顯子測(cè)序發(fā)現(xiàn)胰腺癌新治療靶點(diǎn)
doi：10.1038/ncomms7744
近日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊nature communication在線發(fā)表了美國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究進(jìn)展，他們對(duì)109名胰腺導(dǎo)管腺癌（PDA）病人進(jìn)行了全外顯子測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了PDA中的基因突變多樣性，并且為發(fā)現(xiàn)PDA治療靶點(diǎn)提供了重要信息。
胰腺導(dǎo)管腺癌是一種預(yù)后效果非常差的惡性疾病，需要深入了解該疾病的病因并開(kāi)發(fā)靶向治療策略。由于PDA腫瘤中存在大量基質(zhì)細(xì)胞和炎癥細(xì)胞，因此對(duì)來(lái)自于病人的腫瘤樣本進(jìn)行腫瘤細(xì)胞測(cè)序存在很大障礙，難以獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)。
在該項(xiàng)研究中，研究人員為方便檢測(cè)基因突變，同時(shí)移除非腫瘤性組織的污染，他們利用顯微切割的方法將癌癥患者的腫瘤組織進(jìn)行了異種移植并建立了細(xì)胞系。隨后對(duì)109例進(jìn)行過(guò)顯微切割的PDA病例進(jìn)行了全外顯子測(cè)序，經(jīng)過(guò)顯微切割操作后，腫瘤細(xì)胞得到富集并增強(qiáng)了對(duì)基因突變的檢測(cè)。
【6】Nature 子刊：史上規(guī)模最大全基因組測(cè)序發(fā)現(xiàn)了啥？
日前，Human Longevity 公司的研究人員在《Nature Genetics》雜志上發(fā)表了史上規(guī)模最大的全基因組測(cè)序和血液代謝物分析的研究結(jié)果。
他們的研究發(fā)現(xiàn)了基因組中 101 個(gè)新基因位點(diǎn)與 246 種代謝物之間的聯(lián)系，同時(shí)找出 90 種能夠?qū)е卵褐心承┐x物水平異常的罕見(jiàn)基因變異。這項(xiàng)工作不但擴(kuò)展了影響代謝組 (metabolome) 的基因位點(diǎn)的范圍，而且令人驚訝地發(fā)現(xiàn)能夠?qū)е卵褐写x物水平異常的罕見(jiàn)基因變異比原先預(yù)想的要多。
血液中代謝物的水平在不同人之間差別很大，這種差別源于多種因素，其中包括個(gè)體的遺傳背景和接觸到的環(huán)境因素方面的不同。很多代謝物的水平有很強(qiáng)的遺傳性，這反映了每個(gè)人在編碼與新陳代謝相關(guān)的酶、代謝轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和調(diào)節(jié)蛋白的基因上的多樣性。許多研究人員希望找到那些影響代謝物水平的基因變異，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)這些基因變異可能為找到某些疾病的發(fā)病機(jī)制提供有價(jià)值的信息。
【7】AJMG：全基因組測(cè)序方法破解兒童罕見(jiàn)疾病大難題
DOI：10.1002/ajmg.a.38069
近日，來(lái)自美國(guó)翻譯基因組學(xué)研究院(Translational Genomics Research institute)的研究人員通過(guò)研究鑒別出了能夠引發(fā)兒童機(jī)體異常和發(fā)育遲緩的基因突變，相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志American Journal of Medical Genetics上?；趯?duì)6歲兒童機(jī)體的基因組進(jìn)行分析，研究人員鑒別出了一種新型的基因突變，該突變能夠影響名為CASK蛋白的表達(dá)，而該蛋白對(duì)于兒童大腦發(fā)育以及大腦神經(jīng)元之間的信號(hào)傳遞非常關(guān)鍵。
研究者Isabelle Schrauwen教授表示，鑒別出新型的CASK突變能夠幫助我們理解這些兒童多方面障礙發(fā)生的機(jī)理，同時(shí)也為后期我們開(kāi)發(fā)新型療法來(lái)治療這些疾病提供了新的線索和思路。研究者指出，兒童所表現(xiàn)出的癥候群包括發(fā)育遲緩、飲食障礙（包括嚴(yán)重的胃腸道和胃食管并發(fā)癥）、無(wú)意識(shí)的眼部運(yùn)動(dòng)（被稱為眼球震顫，這種疾病會(huì)降低或限制兒童的視力）。盡管兒童的IQ和語(yǔ)言技能正常，但其在運(yùn)動(dòng)發(fā)育、行為以及記憶能力方面會(huì)出現(xiàn)損傷，而這些臨床特性也是名為FGS4的罕見(jiàn)發(fā)育綜合癥的標(biāo)志。
【8】PNAS：外顯子變異檢測(cè)——全基因組測(cè)序比全外顯子測(cè)序更強(qiáng)大
doi：10.1073/pnas.1418631112
目前，全外顯子測(cè)序和全基因組測(cè)序技術(shù)在遺傳分析和發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致疾病發(fā)生的潛在基因突變方面應(yīng)用越來(lái)越廣泛，隨著測(cè)序技術(shù)的不斷迭代更新，越來(lái)越成熟，昂貴的價(jià)格會(huì)逐漸降低，那么在排除價(jià)格因素之后，全外顯子測(cè)序和全基因組測(cè)序在檢測(cè)外顯子突變方面究竟誰(shuí)更加強(qiáng)大呢？來(lái)自美國(guó)的科學(xué)家對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)研究，其研究結(jié)果發(fā)表在著名國(guó)際學(xué)術(shù)期刊PNAS上。
研究人員指出，全外顯子測(cè)序(WES)是對(duì)具有蛋白編碼功能的外顯子進(jìn)行的測(cè)序技術(shù)，近年來(lái)全外顯子測(cè)序在發(fā)現(xiàn)外顯子基因突變方面逐漸得到廣泛應(yīng)用，但全基因組測(cè)序(WGS)也越來(lái)越成為發(fā)現(xiàn)外顯子基因突變的一項(xiàng)非常具有吸引力的測(cè)序技術(shù)。目前，全基因組測(cè)序比全外顯子測(cè)序價(jià)格昂貴，但全基因組測(cè)序的價(jià)格應(yīng)該會(huì)比全外顯子測(cè)序下降得更快。
【9】Nature：全基因組測(cè)序可預(yù)測(cè)胰腺癌化療效果
doi：10.1038/nature14169
近日，國(guó)際頂尖期刊nature發(fā)表了澳大利亞科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究進(jìn)展，他們通過(guò)對(duì)胰腺癌病人進(jìn)行全基因組測(cè)序以及CNV分析重新定義了胰腺癌突變圖譜。
胰腺癌目前仍是致死率最高的惡性腫瘤之一，也是人類健康的一個(gè)主要負(fù)擔(dān)。研究人員對(duì)100個(gè)胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）病人進(jìn)行了全基因組測(cè)序以及copy number variation（CNV）分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)染色體重排導(dǎo)致的基因破壞在胰腺癌病人中普遍存在，這會(huì)影響導(dǎo)致胰腺癌發(fā)生的關(guān)鍵基因比如TP53，SMAD4，CDKN2A，ARID1A和ROBO2，同時(shí)還會(huì)影響一些新的胰腺癌驅(qū)動(dòng)因子比如KDM6A和PREX2。研究人員提出，根據(jù)結(jié)構(gòu)變化的模式不同，可將PDAC分為具有潛在臨床應(yīng)用價(jià)值的4個(gè)亞型：穩(wěn)定型，局部重排型，零散型和不穩(wěn)定型。
【10】EBioMedicine：全基因組測(cè)序高效識(shí)別癌癥相關(guān)基因突變
doi：10.1016/j.ebiom.2014.12.003
UT西南醫(yī)學(xué)中心癌癥研究人員已經(jīng)證明，全基因組測(cè)序可用于識(shí)別癌癥的遺傳性風(fēng)險(xiǎn)，其可以潛在地改善癌癥的預(yù)防，診斷和治療。
這是首次研究使用了全基因組測(cè)序以評(píng)估一系列258癌癥患者的基因組，診斷其癌癥傾向性突變情況。這項(xiàng)研究發(fā)表在雜志EBioMedicine上。全基因組測(cè)序是新的基因工具，能夠確定比以往更多的DNA序列。
我們的研究結(jié)果顯示，近90％的臨床鑒定突變可被明確地檢測(cè)到，同時(shí)還有額外的癌癥基因突變被發(fā)現(xiàn)。研究者幫助患者評(píng)估許多類型癌癥，包括腎，皮膚，肺，乳腺，卵巢，結(jié)腸，內(nèi)分泌和前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。一旦癌癥已知的遺傳傾向被發(fā)現(xiàn)，Ross博士和她的團(tuán)隊(duì)就可實(shí)施早期癌癥的最佳治療方法或者更好的策略預(yù)防癌癥不形成。
所有約5％到10％的癌癥是由已知的遺傳基因突變引起的。這些突變一代一代傳下來(lái)。BRCA1和BRCA2基因突變是遺傳性乳腺癌最常見(jiàn)的原因。 BRCA基因突變是最出名的，是因?yàn)樗麄冊(cè)黾踊既橄侔┑娘L(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也造成卵巢癌，前列腺癌，胰腺癌和其它癌癥的風(fēng)險(xiǎn)增加。
