Nature Genetics整合三種方法：癌症突變研究新時代

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賓州大學的研究人員開發出了一種可以更全面地了解癌症的新方法，這種確定癌症突變的新方法有助於研發更有針對性的治療方案。

生物通報導：癌細胞通常在其DNA中會出現突變，這為科學家們指出了針對癌症如何開始或哪種治療可能最有效的線索。找到這些突變可能很困難，但一種新方法可能會提供更完整，更全面的結果。

來自賓州大學，Salk研究所的研究人員開發出了一種新的框架，可以將發現這些突變的三種現有方法組合成一個更完整的工具。這一研究成果公布在9月10日的Nature Genetics雜誌上，可以幫助研究人員發現癌細胞DNA中的新結構變異，並了解這些癌症的起源。

「我們設計和使用這個框架將三種方法連接在一起，獲得了最全面的基因組視圖，」文章通訊作者，賓州大學生物化學和分子生物學助理教授Feng Yue說，「每種方法本身只能檢查一部分結構變異，但當你整合三種不同方法的結果時，你可以獲得最全面的癌症基因組視圖。」

結構變異是DNA中的重要突變，會導致致癌基因被打開。某些類型的腦癌，例如影響美國參議員 John McCain 和 Edward Kennedy的腦癌就是由擴增致癌基因的結構變異引起的。了解患者的這種異常有助於醫生決定最佳治療方案。

研究人員指出，發現這些結構變異很重要。「人類癌症中發現的許多結構變異似乎不直接影響基因，」文章作者之一，Salk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部分，人們歷來稱之為垃圾DNA，為什麼這些會導致癌症呢？這是一個謎題。」

Yue補充說：「如果你是癌症患者，了解導致癌症的結構變異可以幫助我們理解你為什麼生病，哪種治療可能最好。」

在最新研究中，研究人員組合了三種現有方法尋找結構變異——光學圖譜，高通量染色體構象捕獲（Hi-C）和全基因組測序，這些方法可以發現大多數已知的結構變異。

利用這種組合方法，研究人員找到了30多種癌細胞的結構變異，他們也使用相同的方法開始了解為什麼某些類型的結構變異會導致癌症。

一些結構變異似乎會影響非編碼DNA序列中的調控基因「開關」。有缺陷的開關會阻止特定基因的正常開啟或關閉，這可能導致癌症。研究人員還使用Hi-C方法探索結構變化如何影響3D基因組結構——DNA如何在細胞內摺疊。

「細胞很小，但它們的DNA很長，這些DNA排成一行，來自一個細胞的所有DNA長度超過了兩米，」文章通訊作者Job Dekker說，「這就是為什麼DNA需要以錯綜複雜的方式摺疊的原因。我們發現癌細胞中的基因組改變會導致基因組摺疊方式的變化，這可能會導致基因被錯誤的打開或關閉」。

「過去研究發現我們的基因組被摺疊成不同的結構，就像小街區一樣，」Dixon說，「似乎一些結構變異會引起這些區域的變化，使得致癌基因從基因保持安靜的鄰域移動到基因被激活的區域。」

科學家們認為，這項工作可以更好地預測哪些結構變異可能導致癌症，有助於研發更有針對性的治療方案。

原文標題：

Integrative detection and analysis of structural variation in cancer genomes