中美研究人員在新一期美國《科學(xué)》雜志上報告說,他們研制出一種新型單細(xì)胞全基因組擴增技術(shù),在此基礎(chǔ)上不僅有望避免許多遺傳性**遺傳給后代,從基因組角度更深入地認(rèn)識癌癥也將成為可能。
單細(xì)胞研究是當(dāng)前生命科學(xué)研究的重要方向之一。許多關(guān)鍵的生命活動都和細(xì)胞間個體差異密切相關(guān);許多重要的生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)問題所能依賴的樣品往往也是極少數(shù)細(xì)胞。但在相關(guān)研究中,由于單個細(xì)胞中的 DNA(脫氧核糖核酸)的含量極少,先需要通過全基因組擴增技術(shù)將 DNA 進(jìn)行擴增,從而便于單細(xì)胞測序。
*新單細(xì)胞擴增技術(shù)名為 LIANTI,由美國科學(xué)院院士謝曉亮教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊經(jīng) 4 年努力研發(fā)而成。謝曉亮同時在哈佛大學(xué)和北京大學(xué)任職。他告訴記者,跟以往的技術(shù)相比,新技術(shù)在所有指標(biāo)上都有大幅度提高,讓單細(xì)胞擴增與測序更加精準(zhǔn)。
首先,單細(xì)胞基因組經(jīng) LIANTI 技術(shù)放大后,“噪音”非常小,這使測量基因拷貝數(shù)的**度非常高??截悢?shù)是指某基因在基因組中的個數(shù)。人的體細(xì)胞內(nèi)基因拷貝數(shù)一般是兩個, 分別來自父母,但在癌癥中基因拷貝數(shù)有可能變多或變少,在遺傳**中甚至有時缺失。許多癌癥和遺傳病都與拷貝數(shù)變異有關(guān)。
謝曉亮說,新技術(shù)使得測量拷貝數(shù)的空間分辨率提高了 3 個數(shù)量級,由此能查出基因組上以前查不出來的一些小段堿基微缺失。這意味著能更有效、更精準(zhǔn)地檢測出更多遺傳**。
其次,測單堿基突變的靈敏度大大增強。單堿基突變是指基因組上只有一個堿基突變,它同樣有可能導(dǎo)致癌癥與遺傳病。
第三,新技術(shù)測量基因組的覆蓋率達(dá)到 97%。也就是說,一個細(xì)胞基因組里 97%的堿基可以測到。
謝曉亮說,LIANTI 技術(shù)跟 PCR(聚合酶鏈反應(yīng))技術(shù)類似,但不同的是,前者放大的不是單個基因,而是整個基因組。與 PCR 技術(shù)的指數(shù)放大方法相比,LIANTI 技術(shù)的線性放大方法減少了“噪音”與錯誤。PCR 技術(shù)是上世紀(jì) 80 年代發(fā)展起來的,其發(fā)明人因此獲得 1993 年諾貝爾化學(xué)獎。
對于新技術(shù)的意義,謝曉亮說,人的基因組時刻在變化,LIANTI 技術(shù)使人們能了解細(xì)胞基因組怎樣隨時間推移而變化。臨床方面,可以用它來篩選沒有遺傳**的受精卵,從而幫助許多夫妻獲得健康后代;這項技術(shù)能在單細(xì)胞上看基因突變,對了解癌癥也非常重要。