为了发挥人类基因组项目的巨大潜能,大量的研究项目正在找寻与疾病易感性相关的单核苷酸多态性SNPs。但是,它们并不是个体间变异的唯一来源。
研究人员一直推测人类基因组中其它变异也具有非常重要的意义,如基因的插入、去除和倒置等造成的变异。然而,这些所谓的结构性变异却比SNPs更难以探测,SNPs通常是一种二等位基因。确信重要信息被忽略后,美国西雅图华盛顿大学的Evan Eichler和他的研究小组以人类基因组序列为参考,着手发现单个个体基因组中的结构变化。
他们利用fosmid基因库绘制了克隆体两端出现在人基因组参考图中位置。因为克隆体的大小在fosmid基因库中非常一致(大约为40kb, kilobases),最常见的是两对克隆体的末端以等距离方式排列,但不包括基因的插入。在基因组的参考图中,一对fosmid的末端与另外一对序列以超过40 kb的距离间隔排列。相反地,间距少于40 kb表明有插入,序列方向的不一致性则显示有倒置。
发表在《自然―遗传学》上的这一研究结果揭示了约300个结构变化点。一旦某个结构变异被确定,那么确定对应克隆体的序列就容易了。它揭示结构变化中的精确性质,并使得设计基因型试验来评估结构变异在人群中出现的频率成为可能。
问题的关键是价格。分析单个个体的变异需要测序100万对末端,这不是一次能完成的。Eichler的实验室正在与华盛顿大学的基因组中心和美国国家人类基因组研究所合作,对选自国际人类基因组单体型图计划(HapMap)收藏中的8-10个单体进行分析,它们是遗传多样性的极端代表,目的是建立更具全球化代表的人类基因组图谱。
毫无疑问,这些数据会拓宽人类基因组的一致性,驱动新的遗传学研究。Eichler说:“关键是我们要跟上基因型阵列的发展,做与疾病有关的研究。”虽然他的实验室已建立以PCR为基础的基因型试验,但他还不能保证一直会在这路上下去。他说:“我们需要发展出可高通量、高速度探测出插入的新技术。”他相信方法的力量。
REFERENCES
Tuzun, E. et al. Fine-scale structural variation of the human genome. Nat. Genet.; published online 15 May 2005. | Article | PubMed |