為了尋找對(duì)人類基因組進(jìn)行測(cè)序并讀取DNA關(guān)鍵變化的新方法，約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員說(shuō)，他們已經(jīng)成功地使用了基因切割工具CRISPR在長(zhǎng)的腫瘤基因周圍進(jìn)行了DNA切割，可用于收集序列信息。

利用從人類基因組乳房的驗(yàn)證的原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告腫瘤細(xì)胞和組織出現(xiàn)在2月10日發(fā)行自然生物技術(shù)。

研究人員表示，將CRISPR與可對(duì)人類癌癥組織的DNA成分進(jìn)行測(cè)序的工具配對(duì)，是一項(xiàng)技術(shù)，有一天可以實(shí)現(xiàn)對(duì)患者腫瘤的快速，相對(duì)便宜的測(cè)序，從而簡(jiǎn)化針對(duì)高度特異性和個(gè)性化治療方法的選擇和使用基因改變。

約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程與分子生物學(xué)和遺傳學(xué)助理教授溫斯頓·廷普(Winston Timp)博士說(shuō)：“對(duì)于癌癥患者的腫瘤測(cè)序，您不一定需要對(duì)整個(gè)癌癥基因組進(jìn)行測(cè)序。” “對(duì)特定的遺傳感興趣區(qū)域進(jìn)行深度測(cè)序可能非常有用。”

在傳統(tǒng)的基因組測(cè)序中，科學(xué)家們必須制造出有爭(zhēng)議的DNA的許多拷貝，將DNA隨機(jī)分成多個(gè)片段，然后通過(guò)一臺(tái)計(jì)算機(jī)讀取機(jī)器中破碎的片段，該機(jī)器讀取由四個(gè)“堿基，形成DNA，并分別標(biāo)記為A，C，G和T。然后，科學(xué)家尋找斷裂片段的重疊區(qū)域，并將它們像屋頂上的瓦片一樣裝配在一起，以形成構(gòu)成基因的DNA長(zhǎng)區(qū)域。

在他們的實(shí)驗(yàn)中，Timp和醫(yī)學(xué)博士。學(xué)生蒂莫西·吉爾帕特里克(Timothy Gilpatrick)能夠使用CRISPR進(jìn)行靶向切割，該靶向切割是從患者乳腺癌腫瘤組織的一小部分組織中分離出來(lái)的DNA，從而跳過(guò)了常規(guī)測(cè)序的DNA復(fù)制部分。

然后，科學(xué)家將所謂的“序列適配器”粘在DNA片段的CRISPR末端。銜接子充當(dāng)一種將DNA引導(dǎo)到讀取序列的小孔或“納米孔”的手柄。

通過(guò)將DNA穿過(guò)狹窄的孔，測(cè)序儀可以根據(jù)每個(gè)化學(xué)代碼“字母”滑過(guò)該孔時(shí)產(chǎn)生的獨(dú)特電流來(lái)構(gòu)建DNA字母的讀數(shù)。

在該團(tuán)隊(duì)關(guān)注的10個(gè)乳腺癌基因中，約翰·霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家能夠?qū)θ橄侔┘?xì)胞系和組織樣品進(jìn)行納米孔測(cè)序，從而檢測(cè)出一種稱為甲基化的DNA改變，其中一種名為甲基的化學(xué)物質(zhì)被添加到了基因周圍的DNA上，影響基因的讀取方式。

研究人員在一個(gè)稱為角蛋白19(KRT19)的基因中發(fā)現(xiàn)了DNA甲基化降低的位置，該基因在細(xì)胞結(jié)構(gòu)和支架中很重要。先前的研究表明，KRT19中DNA甲基化的減少與腫瘤擴(kuò)散有關(guān)。

在他們研究的乳腺癌細(xì)胞系中，Johns Hopkins團(tuán)隊(duì)能夠平均每個(gè)堿基對(duì)產(chǎn)生400個(gè)“讀數(shù)”，比某些常規(guī)測(cè)序工具的讀數(shù)“深度”好數(shù)百倍。

在他們的活檢樣本中的人類乳腺癌腫瘤組織樣本中，該團(tuán)隊(duì)能夠在每個(gè)區(qū)域平均產(chǎn)生100次讀數(shù)。廷普說(shuō)：“這肯定比我們用細(xì)胞系所能做的要少，但是我們必須對(duì)人類組織樣本中的 DNA更加溫和，因?yàn)樗呀?jīng)被冷凍和融化了好幾次。”

除了對(duì)DNA甲基化和小突變的研究外，Timp和Gilpatrick還對(duì)與乳腺癌相關(guān)的基因進(jìn)行了測(cè)序：BRCA1，該基因組跨越基因組一個(gè)區(qū)域，長(zhǎng)度超過(guò)80,000個(gè)堿基。吉爾帕特里克說(shuō)：“這個(gè)基因確實(shí)很長(zhǎng)，我們能夠收集遍及這個(gè)大而復(fù)雜區(qū)域的測(cè)序讀物。”

Timp說(shuō)：“因?yàn)槲覀兛梢允褂眠@種技術(shù)對(duì)非常長(zhǎng)的基因進(jìn)行測(cè)序，所以我們也許能夠捕獲到大量缺失的DNA片段，而這些DNA是我們無(wú)法通過(guò)更常規(guī)的測(cè)序工具找到的。”

Timp說(shuō)，除了可以為患者提供指導(dǎo)治療的潛力外，CRISPR技術(shù)與納米孔測(cè)序的結(jié)合提供了如此深的深度，可以幫助科學(xué)家找到針對(duì)一個(gè)等位基因(繼承自一位父母)而不是另一位等位基因的疾病相關(guān)的新基因改變。

Timp和Gilpatrick計(jì)劃繼續(xù)完善CRISPR /納米孔測(cè)序技術(shù)，并測(cè)試其在其他腫瘤類型中的功能。