新技术搜索“黑暗基因组”寻找疾病突变

当医生无法为病人的疾病找到诊断时，他们会求助于基因侦探。凭借不到10年的基因组测序技术，这些侦探现在定期搜索病人的DNA，寻找导致神秘疾病的突变。

尽管取得了许多成功，但搜寻结果往往还是空手而归。事实上,致病突变只有1 / 3到4的患者被怀疑患有严重的遗传疾病。

大多数调查结果空手而归的一个重要原因是“黑暗”基因组只有百分之二的人类基因组被科学家们很好地理解。这一小部分包含了20,000个基因，这些基因编码了制造细胞蛋白质的指令。剩下的98%——“黑暗基因组”——在很大程度上是一个谜。虽然已知黑暗的非编码基因组调控基因——例如开启和关闭基因——但细节仍不清楚。

因此，排序数据来自整个基因组“目前被认为是几乎无法解释的，”David Goldstein博士说，他是哥伦比亚大学医学中心基因组医学研究所主任，医学和外科研究John E. Borne教授，今天的基因侦探将他们对致病突变的研究限制在包含蛋白质编码基因的基因组薄片上。

为了在庞大的非编码基因组中定位致病突变，戈尔茨坦和他的同事阿伊格尔·古索和安德鲁·艾伦开发了一种名为“猎户座”的新技术。“猎户座”的设计是通过识别人类群体中正在选择的基因组部分，来标记可能包含致病基因变化的非编码基因组区域。

“我们预计研究人员将立即开始使用猎户座来帮助他们寻找致病突变Goldstein博士说。有关方法的细节今天在网上发表《公共科学图书馆•综合》。

“猎户座”的开发是通过比较1662个人的整个基因组，并识别人与人之间差异很小的DNA片段。该论文的第一作者Goldstein博士说，因为这些区域“不容忍”变化，它们很可能在做重要的事情。

这意味着不耐药基因的突变地区比耐受(不太重要)区域的突变更有可能导致疾病。当研究人员绘制出先前确定的非编码突变的位置时，这个预测得到了证实:更多的突变位于“猎户座”的不耐受区域。

以前探索非编码基因组的方法集中在多个物种进化过程中保留的非编码基因组区域，这表明它们也有重要的功能。然而，这种方法并不能确定基因组中哪些区域在人类身上发挥了重要的新功能。

戈尔茨坦说，“猎户座”还不是一个成品。随着更多的基因组被测序，猎户座区域的分辨率将显著提高。

Goldstein博士说:“到那时，我们很乐观地认为，Orion将成为一种有助于识别整个基因组中影响罕见和常见疾病风险的变异的工具。”

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