优化发现癌细胞突变的技术

癌细胞通常具有其DNA中的突变，可以为科学家提供关于癌症如何开始或哪种治疗最有效的线索。找到这些突变可能是困难的，但新方法可以提供更完整，全面的结果。

研究人员团队制定了一个新的框架，可以将三种现有方法与将这些大型突变或结构变体进行结合到一个更完整的图片中。

冯悦，宾夕法尼亚州立医学院生物化学和分子生物学助理教授表示新的方法- 今天出版（9月10日）自然遗传学- 帮助研究人员在癌细胞DNA中发现新的结构性变化，并了解这些癌症如何开始的更多信息。

他说:“我们能够设计和使用这个计算框架来将三种方法连接在一起，从而对基因组有一个最全面的了解。”“每一种方法本身只能检查结构变异的一部分，但当你整合三种不同方法的结果时，你可以获得对癌症基因组最全面的看法。”

结构变体是DNA中的大突变，可能导致癌症基因被打开。例如，某些类型的脑癌，例如折磨参议员约翰麦凯恩和爱德华肯尼迪的类型，可能是由扩增某些癌症引起基因的结构变体引起的。在一些癌症中，了解患者的这种异常有助于医生决定最佳治疗计划。

岳说，找到这些结构变体有几个重要的原因。

岳说:“如果你是一名癌症患者，了解导致癌症的结构变异可以帮助我们理解你为什么会生病，以及哪种治疗可能最好。”

研究人员使用了三种现有方法来查找结构变体：光学映射，高通量染色体构象捕获（称为HI-C），以及全基因组测序，用于发现已经已知的大多数结构变体。

使用它们的新方法，研究人员能够找到超过30种癌细胞的结构变异。科学家团队还能够使用相同的方法开始了解为什么某些类别的结构变体可能导致癌症。

“在人类癌症中发现的许多结构变体似乎没有直接影响基因，”圣地亚哥的Salk Institute和工作共同作者之一Jesse Dixon说。“相反，许多结构变体出现在基因组的非编码部分中，人们历史地称为垃圾DNA，这可能是为什么这些可能导致癌症的谜团。”

研究人员能够观察到的是，一些结构变异似乎会影响DNA非编码序列中的调控基因“开关”。有缺陷的开关阻止特定基因的适当开启或关闭，这可能导致癌症。

“对于许多癌症，基因本身是好的，但控制它的‘开关’是导致问题的原因，”岳说。“使用我们的方法，我们有可能发现开关是坏的，并根据开关的特定目标找到治疗方法。例如，如果它被关闭，也许我们可以使用基因编辑技术把它重新打开。”

他们还使用了Hi-C方法来探索结构变异如何影响三维基因组结构——DNA如何在细胞内折叠。

“细胞很小，但它们的DNA很长。麻省大学(University of Massachusetts)系统生物学项目联合主任、霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)研究员、该论文的资深作者、教授乔布·戴克(Job Dekker)说。“这就是为什么DNA需要以复杂的方式折叠。我们发现，癌细胞的基因组改变可能导致基因组折叠方式的差异，这可能导致基因被错误的调控开关打开或关闭。”

科学家团队能够发现结构变体影响癌症的基因组细胞，这些变化可能会导致癌症产生贡献。

“我们过去所犯的一个发现是，我们的基因组被折叠成明显的结构，几乎像小区一样，”迪克森说。“看起来一些结构变体导致这些邻域的变化，使得导致基因的癌症从基因保持安静的邻域移动到基因被激活的邻域中。”

在未来，岳和他的研究团队计划在更多癌症患者中应用新方法，并与宾夕法尼亚州州立大学的个性化医学院密切合作。科学家认为这项工作可能导致更好的能力预测哪些结构变体可能导致癌症有助于癌症，以及它们可能靶向的基因。

“如果我们能够理解哪种突变在哪个基因驾驶哪种基因，这有可能表明癌症“岳说，将易受靶向那些基因的药物治疗。”这种方法在过去对于非编码结构突变而言，这种方法在过去的情况下确实挑战了基因组。"

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