新測序技術助癌癥研究

日期：2011-06-16 08:27:52

來自美國康奈爾大學，德州大學西南醫學中心等處的研究人員利用一種新型的測序技術完成了目前最全面的雌激素主要瞬即效應的檢測，首次表明雌激素對乳腺癌細胞的作用是如此直接和廣泛，這對于乳腺癌的基礎研究及治療都具有重要的意義。這一研究成果公布在Cell雜志上。

領導這一研究的是美國康奈爾大學，德州大學西南醫學中心Cecil H. and Ida Green Center主任W. Lee Kraus博士，他曾就蛋白如何結合基因，調控基因組進行過深入的研究。

科學家們早些年就已知道雌激素在乳腺癌細胞中起著重要的作用，約2/3的乳腺癌細胞都有雌激素受體表達，這些受體可將雌激素作為有絲分裂信號產生響應。雌激素是乳腺癌生長的首要驅動力，雌激素受體可以成為激素抑制治療藥物(如他莫西芬)的作用靶點以及預后判斷指標，因此這方面的研究也受到了許多大型實驗室的關注。

在這篇文章中，研究人員利用一項叫GRO-seq(Global Run-On Sequencing)測序技術，并通過一種新的生物信息學方法來分析數據，發現雌激素信號能快速，有力，并以一種出乎預料的短暫方式直接調節很大部分的轉錄譜。除編碼蛋白的基因外，雌激素還調控了全部三種RNA聚合酶的分布和活性，事實上還包含迄今為止所有描述過的每一類非編碼RNA，研究人員還首次發現數千種以往未注明或未檢測到的由雌激素調節的基因間轉錄，為進一步研究開辟了新的方向。這為引發細胞分裂的雌激素依賴作用提供了一個有關的更廣的基因調解譜圖。

這種GRO-seq技術可以在整個基因組范圍上繪制參與轉錄的RNA聚合酶的位置、數量和定位。通過這項技術，研究人員可以在短時間內對雌激素在分子水平對細胞生長調節作用進行觀察。在此之前，研究人員需要基于穩態基因表達方式或需耗費數小時或數天的靜態成像技術，對根據DNA序列制備RNA拷貝的基因轉錄過程進行干擾以便進行觀察。現在，通過GRO-seq技術，研究人員可以觀測到基因組水平的進行的轉錄，這是一種對所有參與DNA聚合酶位置和定向的高分辨率虛擬圖譜。

除此之外，這項研究還采用了一種新型生物信息學方法來分析數據，這種方法可以直接運用GRO-seq的數據來發現轉錄物。這樣研究人員還發現了許多未曾被發現的雌激素調控的基因間轉錄物，其中有很多與雌激素受體的結合位點相鄰。因此可以說這是目前進行的最全面雌激素主要、瞬即效應的測量，這為理解其他系統中信號依賴的快速轉錄進行提供了資源。

近期來自加州大學圣地亞哥分校的研究人員也利用這一方法證實細胞對雄激素的反應有可能受到劇烈的重編程事件影響從而導致細胞產生選擇性的基因編程及表達譜。研究人員認為這一可塑性有可能是發育過程中細胞分化，以及某些癌癥發生與發展的基礎。