转录组测序揭示乳腺癌重排

即将在本周《美国科学院院刊》（PNAS）的网络版上发表的一篇论文中，一个国际研究小组介绍了一项利用高通量的转录组测序来发现乳腺癌细胞系中的基因组重排的原理论证研究。

美国克莱格凡特研究院（J.Craig Venter Institute）、Lugwig癌症研究所的三个分所、以及纽约斯隆-凯特琳癌症纪念研究中心（Memorial Sloan-Kettering Cancer ）的研究人员利用Roche 454转录组测序来寻找一个高度重排的乳腺癌细胞系中的基因组易位。在这个过程中，他们发现了7个新的基因组重排－包括5个截短蛋白和2个嵌合体蛋白，相信这至少影响了9个基因。

文章的通讯作者Robert Strausberg，也是JCVI基因组医学的代理主管及小组领导，他告《GenomeWeb Daily News》的记者：“我们对此非常激动。”Strausberg赞扬高通量测序为研究人员提供了途径去了解转录组的新信息类型。他说：“这让详细了解细胞中这么多个转录本的梦想成真。”多项研究证实了大规模基因组分析在鉴定与多种癌症相关的突变、重排和基因表达改变中的有效性。对于这项最新研究，Strausberg和他的同事们聚集于转录组中隐藏的信息，转录组是指细胞中转录本的集合。由于转录组反映了活跃的基因组，它包含了从不同的基因剪接形式到基因表达的一切大量信息。但是Strausberg和他的小组还想从转录组中了解其它信息－有关基因组易位事件的线索。为了检测基因重排的活跃基因产物，他们利用了Roche 454-FLX焦磷酸测序，来评估高度重排的乳腺癌细胞系HCC1954的转录组。

研究小组从该细胞系中产生了510,703个cDNA序列读数。在这些读数中，超过384,900个读数与9,221个RefSeq基因mRNA配对。剔除掉这些与RefSeq配对的序列，研究人员尝试将剩余的序列与人类参考基因组比对，剩下47,370个序列与两者都不能配对。研究人员随后将剩余的序列放入计算机分析流程，提取出496个含有至少两个不同的基因组位点信息的潜在的嵌合体转录本。大体上一半的转录本代表了同一个染色体上的重排，而另一半则包含了不同染色体间的重排。研究小组从中挑选了33个假定的嵌合体用于后续研究，并从实验上验证了13个嵌合体cDNA。小组检测到的大部分变异也同样存在于同一个体的血细胞对照系中。

这促使研究人员利用Long Range PCR、Sanger末端测序和荧光原位杂交来区分反式剪接事件和真正的基因组重排。文章的主要作者Qi Zhao－JCVI的人类基因组科学家告诉《GenomeWeb Daily News》，尽管他们发现的一些重排与细胞系的已知变化有重叠，但其它都是新的。比如，他们在最初的实验中发现了4个染色体间转位和1个染色体内重排。接下来，研究小组再回去寻找那些在基因组上可定位于不止一个定位点的嵌合体转录本。在此过程中，他们又发现并证实了2个染色体间重排。

研究中总共发现了7个重排，据信至少影响了9个不同的基因。其中5个重排产生的转录本编码了截短蛋白—包括有着致癌功能的蛋白。例如，研究人员检测到MRE11A和NSD1的截短，MRE11A基因编码的蛋白参与了几种乳腺癌中检测到的双链断裂修复，而NSD1基因则编码了可能的转录调控因子，有时存在于急性髓细胞白

血病中。

作者写道：“我们的结果暗示基因组易位可能是乳腺癌中基因失活的另一个机制，它可能是与点突变一样常见的机制。”在这项原理论证研究之外，Strausberg表示最终的目标是在临床水平审视并了解癌症。他和他的合作者们强调了编辑并整合不同类型数据的必要性－包括基因组重排和选择性剪接事件，从而提高从研究中得到更好结果的机率。作者总结表示：“数据库提供了在多种癌症中比较和对照这些变化的可能性，它对于识别癌症中共同的特征非常重要，从而为应用新的干预方法来有效治疗所有癌症提供了机会，而病人的结果也能因此改善。”

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