基因是否表达,做个cfDNA全基因组测序就可揭晓-科医诊断|北京yabo亚博网站,亚博全站app下载|官网
大牛James Allison新成果:如何为“癌症免疫疗法”找合适患者?

下一篇

基因是否表达,做个cfDNA全基因组测序就可揭晓


yabo亚博网站_亚博足球_亚博全站app下载

近年来,cfDNA成为了癌症诊断等领域的宠儿。如今,研究人员揭示了cfDNA的新功能,他们发现通过cfDNA的全基因组测序可推测基因是否表达,这为检测癌症驱动基因的表达提供了新思路。


8月29日,《Nature Genetics》杂志上的研究表明,血循环游离DNA(cfDNA)可提供线索来预测基因的表达。


全基因组测序就能知道基因是否表达


基因表达(gene expression)是指细胞在生命过程中,把储存在DNA顺序中的遗传信息经过转录和翻译,最后转变成具有生物活性的蛋白质分子的过程。检测基因表达水平,就是定性或定量地检测该基因表达产物,最常用的方法有半定量RT-PCR、荧光定量PCR、Northern blotting等。如今,科学家发现,通过cfDNA的全基因组测序可推测基因是否表达。


奥地利的研究人员通过cfDNA的读长深度模式(read depth patterns)开发出了检测基因表达的方法。该方法建立在上百个健康个体血液样本的数据基础之上,并应用到了上百个癌症转移患者的样本中。


本文资深作者,奥地利格拉茨医科大学人类遗传学研究员Michael Speicher写到,“我们利用全基因组测序数据来建立基因表达模式,为理解释放cfDNA的细胞提供了新见解,因此也扩展了现有的cfDNA分析方法。”


研究小组指出,漂浮在血液中的大部分cfDNA包含了凋亡细胞的遗传物质,例如核小体中的DNA仍与蛋白质复合物相搭配。因此,研究小组推断或许能通过cfDNA的读长深度来揭示与基因转录活性相关的核小体踪迹。


研究人员特别指出,微球菌核酸酶(MNase)试验揭示基因中转录起始位点上游延伸的无核小体DNA也可被转录。基于此,他们首先探讨能否在cfDNA中检测到未被核小体占据的启动子区域,如果可能,那么这些标记是否能反映基因表达谱。对此,研究小组扩大了分析范围,以寻找癌症患者血液中能揭示癌症驱动基因的表达谱。


从来自50名健康男性和54名健康女性的179份血液样本中,研究人员利用Illumina的Miseq和Nextseq平台进行末端配对测序,以识别血浆中与核小体相关的细胞核DNA,生成的单端测序数据可用来评估转录起始位点附近的读长深度模式。这些信息反过来可用于开发基于cfDNA读长深度的预测基因表达的算法。


通过对两个乳腺癌患者的血循环游离DNA进行全基因组测序,研究人员获得了基因表达谱和拷贝数目,所获数据与原发肿瘤样本的RNA测序数据相一致。随后,研究人员利用同样的方法研究了其他癌症患者426份血液样本的基因表达谱和拷贝数目,包括转移性结直肠癌、乳腺癌、肺癌或前列腺癌患者。


研究人员指出,该方法对捕获癌症驱动基因(包括表达和拷贝数目)似乎特别有前景,但不但适用于评估微小残留病环境中的循环肿瘤DNA。


备注:本文根据Genomeweb网站编译,原文链接Cell-Free DNA Read Depth Used to Estimate Gene Expression


参考文献:Inferring expressed genes by whole-genome sequencing of plasma DNA
文献检索:10.1038
.3648
The analysis of cell-free DNA (cfDNA) in plasma represents a rapidly advancing field in medicine. cfDNA consists predominantly of nucleosome-protected DNA shed into the bloodstream by cells undergoing apoptosis. We performed whole-genome sequencing of plasma DNA and identified two discrete regions at transcription start sites (TSSs) where nucleosome occupancy results in different read depth coverage patterns for expressed and silent genes. By employing machine learning for gene classification, we found that the plasma DNA read depth patterns from healthy donors reflected the expression signature of hematopoietic cells. In patients with cancer having metastatic disease, we were able to classify expressed cancer driver genes in regions with somatic copy number gains with high accuracy. We were able to determine the expressed isoform of genes with several TSSs, as confirmed by RNA-seq analysis of the matching primary tumor. Our analyses provide functional information about cells releasing their DNA into the circulation. 

上一篇

基因组检测让乳腺癌患者术后无需化疗

2016/9/7 3:06:06

yabo亚博网站_亚博足球_亚博全站app下载 本网站由阿里云提供云计算及安全服务 Powered by CloudDream
Baidu
sogou