Nature子刊：新方法！科學家解鎖多種癌細胞突變，可開發更具針對性的治療

癌細胞的DNA經常發生突變，這可以給科學家提供線索，讓他們知道癌症是如何開始或者哪種治療方法可能最有效。但發現這些突變很困難。近日，來自賓夕法尼亞州立大學的研究小組開發了一個新框架，可結合現有方法，在癌細胞DNA中找到一些新的結構變異，從而進一步了解癌症是如何開始的。

DOI：https://doi.org/10.1038/s41588-018-0195-8

這種新方法於9月10日以「Integrative detection and analysis of structural variation in cancer genomes」為題發表在《Nature Genetics》雜誌上。

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結構變異

染色體結構變異（structural variants）是DNA中的大突變，可導致致癌基因被激活。例如，某些類型的腦癌（如困擾美國參議員John McCain和Edward Kennedy的腦癌），可能是由放大某些致癌基因的結構變異引起的。在一些癌症中，知道患者有這種異常有助於醫生決定最佳治療方案。

「在人類癌症中發現的許多結構變異似乎並不直接影響基因，」 第一作者、索爾克研究所的Helmsley-Salk研究員Jesse Dixon說， 「相反，許多結構變異出現在基因組的非編碼（即所謂的垃圾DNA）區域，而這一區域的結構變異對於科學家們理解導致癌症的原因是神秘的。」

現有發現結構變異的方法主要包括：光學作圖、染色質構象捕捉技術(Hi-C技術 )和全基因組測序三種，已經被用來發現大多數已知的結構變異。

而通過使用一種新方法，研究人員現在能夠發現30多種癌細胞的結構變異，同時，他們還用同樣的方法開始了解為什麼某些類別的結構變異可能會導致癌症。

研究人員觀察到，一些結構變異似乎會影響DNA非編碼序列中的基因調控「開關」——有缺陷的開關阻止了特定基因正常的開啟或關閉，從而導致癌症；另外，他們還使用Hi - C方法來探索結構變異如何影響3D基因組結構——DNA如何在細胞內摺疊。

「細胞很小，但是它們的DNA排列很長，一個細胞的所有DNA長達兩米多，」 馬薩諸塞大學系統生物學教授、通訊作者之一Job Dekker解釋道，「這就是為什麼DNA需要以複雜的方式摺疊。我們發現癌細胞的基因組改變會導致基因組摺疊方式的不同，這可能導致基因被錯誤的調控開關開啟或關閉。」

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重要意義

生物化學和分子生物學助理教授、通訊作者之一Feng Yue說:「我們能夠設計並使用我們的計算框架將三種方法連接在一起，較之先前每種方法只能回顧一部分結構變異，整合三種不同方法的結果可以獲得最全面的癌症基因組。」

總結來說，結構變異會影響癌細胞的基因組摺疊，這些變異可能是癌症產生的原因。研究人員開發了一種新的發現結構變異的方法，他們認為這項工作能夠更好地預測哪些結構變異可能導致癌症，以及它們可能針對哪些基因。

End

參考資料：1）New method of pinpointing cancer mutations could lead to more targeted treatments

2）Integrative detection and analysis of structural variation in cancer genomes

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