Science封面論文：描繪表觀(guān)基因組藍(lán)圖，揭開(kāi)腫瘤發(fā)生的神秘面紗
Science封面圖展示新研究闡釋了表觀(guān)基因組藍(lán)圖，圖片來(lái)源:science
導(dǎo)讀：腫瘤是當(dāng)今人類(lèi)面臨的大問(wèn)題，但對(duì)腫瘤發(fā)生的機(jī)制卻知之甚少。10月26日，《科學(xué)》封面論文上報(bào)告，科學(xué)家通過(guò)整合表觀(guān)基因組學(xué)與TCGA數(shù)據(jù)的多組學(xué)分析方法，描繪人類(lèi)原發(fā)腫瘤細(xì)胞的表觀(guān)基因組藍(lán)圖，初步揭開(kāi)了腫瘤發(fā)生的神秘面紗。
撰文 | 何東明
責(zé)編 | 葉水送
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腫瘤是當(dāng)今人類(lèi)面臨健康的大問(wèn)題，由于其高度復(fù)雜性，我們對(duì)腫瘤的認(rèn)識(shí)還知之甚少，特別是腫瘤的發(fā)生過(guò)程。
10月26日，《科學(xué)》發(fā)布一項(xiàng)重要成果，科學(xué)家通過(guò)表觀(guān)基因組學(xué)與TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)整合的分析，描繪出人類(lèi)原發(fā)腫瘤細(xì)胞染色質(zhì)調(diào)控的基本框架圖。這為腫瘤診斷與藥物研發(fā)打開(kāi)了新視角，為此成為封面論文并配發(fā)專(zhuān)評(píng)。
來(lái)自斯坦福大學(xué)的華人學(xué)者張?jiān)澜淌诠餐I(lǐng)導(dǎo)了此項(xiàng)研究，他是腫瘤基因組學(xué)教授，也是HHMI研究員。通過(guò)對(duì)代表23種不同人類(lèi)癌癥的410個(gè)原發(fā)性腫瘤分析，使用轉(zhuǎn)座酶可接近性染色質(zhì)測(cè)序技術(shù)（assay of transposase accessible chromatin，ATAC-seq）系統(tǒng)地分析了這些癌癥細(xì)胞染色質(zhì)DNA的可接近性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了562709種轉(zhuǎn)錄酶可及的DNA元件，其中很多都是腫瘤遺傳風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)。
腫瘤發(fā)生的多步驟模型，圖片來(lái)源：science
他們將獲得高質(zhì)量ATAC-seq深度測(cè)序結(jié)果與TCGA的多組學(xué)整合分析，發(fā)現(xiàn)了癌癥中大量的遠(yuǎn)端增強(qiáng)子，腫瘤類(lèi)型特異的驅(qū)動(dòng)性轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控區(qū)域的體細(xì)胞突變，基因啟動(dòng)子與非編碼元件的長(zhǎng)距離調(diào)控作用。
研究者還在乳腺癌細(xì)胞系上用CRISPR-Cas9技術(shù)對(duì)啟動(dòng)子-增強(qiáng)子的調(diào)控進(jìn)行了驗(yàn)證。此研究預(yù)測(cè)了數(shù)萬(wàn)個(gè)基因調(diào)控方式，包括了PD-L1、MYC、BCL2等重要腫瘤相關(guān)基因，為腫瘤研究提供了豐富的資源，給出了一種系統(tǒng)性的理解癌癥非編碼基因組方法。
劍橋大學(xué)Jussi Taipale教授在評(píng)論中指出，該研究以功能性基因組角度闡釋人類(lèi)原發(fā)腫瘤細(xì)胞，填補(bǔ)了經(jīng)典基因組學(xué)在理解腫瘤發(fā)生機(jī)制上的缺口。
參考文獻(xiàn)
1. Corces et al.，The chromatin accessibility landscape of primary human cancers， Science 362, eaav1898 (2018).
2. Jussi Taipale, The chromatin of cancer, Science perspective:362（401-402），2018.
注：ATAC-seq: 通過(guò)一種特異轉(zhuǎn)座酶，可接近由于沒(méi)有組蛋白覆蓋而顯露于核小體外的DNA位點(diǎn)并插入一段特異接頭序列與進(jìn)行切割，從而可對(duì)釋放的片段進(jìn)行高效的分離和測(cè)序。
