乳腺癌中大规模的基因组破坏被揭示
![Long-read sequencing enabled the team to reconstruct in great detail the history of how the HER2 gene gets massively amplified in HER2-positive breast cancer cells, says Dr. Schatz. Top rectangle shows a 2 million base-pair segment of chromosome 17 occupied by the HER2 gene (also called ERBB2). A small segment of the gene, already massively amplified, breaks off and fuses with chromosome 8 (lower rectangle). On that chromosome, parts of the gene are copied as many as 1000 times, with various segments jumping around within the chromosome (green arcs). This shows why we want to identify HER2-positive patients as early as possible, to prevent the kind of chaos that we register here cumulatively, says Schatz. Credit: Schatz Lab, CSHL/JHU 乳腺癌中大规模的基因组破坏被揭示](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2018/massivegenom.jpg)
在癌细胞中,基因错误会造成严重破坏。拼写错误的基因,以及结构变异——包含大量染色体的大规模DNA重排——扰乱了精心平衡的机制,这些机制已经进化为调节细胞生长。通常沉默的基因被大量激活,并形成突变蛋白。这些干扰和其他干扰会导致过多的问题,导致细胞不受限制地生长,这是癌症最臭名昭著的特征。
本周,冷泉港实验室(CSHL)的科学家发表了基因组研究这是迄今为止绘制的关于癌细胞结构变化的最详细的地图之一基因组。这幅地图揭示了大约2万个结构变化,其中很少有由于长期流行的方法的技术限制被注意到基因组测序。
由测序专家迈克尔·c·沙茨(Michael C. Schatz)和w·理查德·麦克康比(W. Richard McCombie)领导的团队,利用所谓的长读测序技术读取癌细胞的基因组。这种技术读取的DNA片段比以前的短读技术长得多。当用团队最近发布的两个复杂软件包来解释这些结果时,有两个优势是显而易见的:长读排序在信息和上下文方面都更丰富。例如,通过在更大的物理背景下观察DNA字母,它可以更好地理解弥漫在基因组中的DNA字母的重复延伸。
该团队通过使用长读技术来读取来自SK-BR-3细胞系的细胞基因组,证明了长读技术的威力乳腺癌细胞HER2(有时也称为ERBB2)基因的变异。大约20%的乳腺癌是“HER2阳性”,这意味着它们过度产生HER2蛋白。这些癌症往往是最具侵袭性的。
Maria Nattestad博士说:“我们在这个细胞系中识别的20000个变异中,大多数都被短读测序漏掉了。”Maria Nattestad博士在CSHL和约翰霍普金斯大学Schatz实验室与同事一起完成了这项工作。“特别有趣的是,我们发现了一组围绕HER2基因的高度复杂的DNA变异。”
在他们的分析中,该团队将长读测序的结果与另一种实验的结果结合起来,这种实验读取激活基因产生的信息或转录本。这幅更完整的图片对结构变异如何破坏癌症基因组提供了非常详细的解释细胞并阐明了如何癌症细胞迅速发展。
Schatz是CSHL的兼职副教授和约翰霍普金斯大学彭博杰出副教授,McCombie是CSHL的教授,他认为“继续构建变体目录是必要的。癌症使用最佳技术的细胞类型。长读测序是捕捉结构变化复杂性的宝贵工具,因此我们预计它将广泛应用于研究和临床实践,特别是随着测序成本的进一步下降。”
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