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        身邊的故事
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        Nature:一網打盡BRCA1所有核心突變!乳腺癌研究迎重大進展
        時間:2018-09-14 13:11:39 來源:三濟生物 點擊:
               9月13日,頂尖學術期刊《自然》上發表了一篇重磅論文。一支來自華盛頓大學的科研團隊利用CRISPR技術,對乳腺癌重要風險基因BRCA1進行了“飽和式”的基因編輯,詳細解析了近4000個不同的單核苷酸變異會對這條基因產生怎樣的影響。研究人員稱,這個發現有望立刻在臨床上得到應用。

        相信很多學術經緯的讀者朋友們都知道BRCA1基因的名字。它編碼的蛋白參與了DNA的修復過程,有重要的抑癌功能。如果BRCA1基因出現了突變,就有可能影響到它的功能,從而增加癌癥風險。

        每年,美國都有數百萬女性接受BRCA1基因測序,了解自己的基因是否發生了突變。但困擾著許多醫生的,正是“有可能”這三個字。盡管BRCA1是人類研究最為深入的基因之一,但我們對它的功能,實際上還有很多不了解的地方。我們知道其中的一些突變會顯著提高癌癥風險,另一些突變則無傷大雅,不會對健康造成隱患。但對于大多數BRCA1基因里出現的突變來說,我們卻說不出它究竟會造成怎樣的影響。

        許多女性是因為有乳腺癌或卵巢癌的家族史,才決定接受BRCA1基因測序。“我可能對一名女性進行了測序分析,發現她的BRCA1基因帶有一個突變,但我不知道這個突變是否會增加乳腺癌風險,還是完全沒有危害。”本研究的通訊作者之一Jay Shendure教授說道。也就是說,這些女性朋友辛辛苦苦做了測序,得到的信息卻沒有實際應用價值,絲毫不能緩解她們的焦慮。

        這一難題在本研究中得到了很好的解決??茖W家們設計了一個巧妙的實驗——他們找到了 一種特殊的細胞系HAP1。在這種細胞系里,一旦BRCA1蛋白失去其應有的功能,細胞就會死亡。然后,他們應用了先進的基因編輯工具CRISPR-Cas9,對BRCA1基因的13個關鍵外顯子區域,進行了逐個核苷酸的突變工作??梢韵胂?,這是一個工作量巨大的項目。

        為了加速研究的流程,研究人員們設計了一套新穎的系統。他們每次在2000萬個細胞內,對一整段外顯子進行基因編輯。隨后,研究人員們先讓這些細胞生長11天,再做后續的分析。如果由于某個特定突變導致BRCA1失去其功能,相應的細胞就會死亡,后續分析中也就更難找到這種特定突變的存在。

        利用這個方法,研究人員們在半年里篩選了將近4000個位點,發現了400多種會讓BRCA1失去功能的突變,以及300多種會影響BRCA1表達的突變。這涵蓋了BRCA1基因的主要功能區域。目前,研究人員們已共享了這些信息。未來的數年里,他們還計劃將這項工作拓展到整條BRCA1基因上。

        “我們希望這些數據能不斷增長。當在女性中觀察到這些突變時,我們的數據能指導人們對測序結果的解讀。”本研究的另一名通訊作者Lea Starita教授說道。

        過去,我們也能對特定基因進行多個位點的篩選。但能在短期內對如此多的位點進行“飽和式”的篩選,挨個評估單個堿基對基因功能的影響,尚屬罕見。這正是CRISPR-Cas9基因編輯工具與相應的分析技術結合之后,所迸發出的巨大潛力。

        我們期待這項研究能盡快推廣到其他與疾病有關的基因上。在這個精準醫學的時代,來自基因組的信息,能讓我們更好地理解疾病,并更快找到潛在的診斷與治療方案。也許有朝一日,我們在癌癥發病前數年,就能知道自己的命運。這對于預防和治療而言,有著極大的應用價值。

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