Genome Biology：基因組構(gòu)象蘊(yùn)含的寶貴信息

日期：2014-05-04 09:26:07

McGill大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，白血病細(xì)胞的基因組3D構(gòu)象，蘊(yùn)含著解開(kāi)白血病謎團(tuán)的關(guān)鍵信息。他們首次根據(jù)基因組的三維構(gòu)象對(duì)白血病進(jìn)行了分類(lèi)，文章于四月三十日發(fā)表在Genome Biology雜志上。

眾所周知，基因組的遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)改變會(huì)影響其三維構(gòu)象，但在此之前人們從未利用染色質(zhì)構(gòu)象對(duì)人類(lèi)疾病進(jìn)行過(guò)分類(lèi)。

McGill大學(xué)的Josée Dostie教授領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)，在人類(lèi)細(xì)胞中解析了HOXA（Homeobox A）基因簇的結(jié)構(gòu)。HOXA基因簇由11個(gè)基因組成，這些基因編碼的蛋白與多種癌癥高度相關(guān)。研究人員發(fā)現(xiàn)，基因組這一區(qū)域的構(gòu)象，可以很好的體現(xiàn)白血病細(xì)胞的類(lèi)型。這些初步結(jié)果意味著，3D基因組構(gòu)象有潛力為個(gè)性化醫(yī)療提供幫助。

“我感興趣的是，基因組折疊對(duì)于人類(lèi)健康和疾病有何作用，”Dostie說(shuō)。“這項(xiàng)研究中的技術(shù)可以告訴我們哪些DNA片段相距較近，將這些信息結(jié)合起來(lái)就能重建基因組的三維折疊。”

Dostie的研究團(tuán)隊(duì)一直致力于研究疾病相關(guān)的基因組區(qū)域，希望理解它們的組織結(jié)構(gòu)和功能，HOXA基因簇就是其中之一。這一基因簇在多種癌癥中受到了錯(cuò)誤的調(diào)控。研究人員使用5C染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)，在多個(gè)細(xì)胞系中獲得了HOXA基因簇的構(gòu)象信息。

“此前的研究顯示，特定基因的表達(dá)可以用來(lái)診斷患者是否患有白血病，”文章的共同作者，McGill大學(xué)的助理教授Mathieu Blanchette說(shuō)。“我們發(fā)現(xiàn)，不同類(lèi)型的白血病細(xì)胞也有著獨(dú)特的基因組組織結(jié)構(gòu)。”這項(xiàng)研究首次向人們展示，染色質(zhì)構(gòu)象中含有區(qū)分白血病亞類(lèi)的寶貴信息。

到底是基因組構(gòu)象引發(fā)了癌癥，還是癌癥改變了基因組構(gòu)象，目前研究人員還沒(méi)有找到答案。此外，基因組構(gòu)象是否可以分類(lèi)其他類(lèi)型的癌癥，也有待于進(jìn)一步研究來(lái)確定。

“目前看來(lái)，基因表達(dá)的數(shù)據(jù)還不足以幫助人們改善患者的病情。我們的研究提供了一個(gè)新的路徑：將基因組的三維信息應(yīng)用到醫(yī)學(xué)診斷或藥物研發(fā)中去，”Dostie說(shuō)。“由于技術(shù)限制，基因組3D構(gòu)象離臨床應(yīng)用還有一定的距離。不過(guò)將這些信息用于疾病分類(lèi)是很有意義的，可以為人們揭示更多基因組的奧秘。”