新型单细胞扩增技术有助避免遗传病

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新型单细胞扩增技术有助避免遗传病
: K7 ]. U3 f' W4 J; Y来源:新华社 / 作者:林小春 / 2017-04-16: v' z6 u4 R7 s" C% h; f% {
中美研究人员在新一期美国《科学》杂志上报告说，他们研制出一种新型单细胞全基因组扩增技术，在此基础上不仅有望避免许多遗传性疾病遗传给后代，从基因组角度更深入地认识癌症也将成为可能。  H9 F2 d) g' y4 I
单细胞研究是当前生命科学研究的重要方向之一。许多关键的生命活动都和细胞间个体差异密切相关；许多重要的生命科学和医学问题所能依赖的样品往往也是极少数细胞。但在相关研究中，由于单个细胞中的DNA（脱氧核糖核酸）的含量极少，先需要通过全基因组扩增技术将DNA进行扩增，从而便于单细胞测序。7 u- a) U% J$ {& P* `
最新单细胞扩增技术名为LIANTI，由美国科学院院士谢晓亮教授领导的研究团队经4年努力研发而成。谢晓亮同时在哈佛大学和北京大学任职。他告诉新华社记者，跟以前技术相比，新技术“在所有指标上都有大幅度提高，让单细胞扩增与测序更加精准”。
% N; s* @! F, Q# D4 G# S2 {首先，单细胞基因组经LIANTI技术放大后，“噪音”非常小，这使测量基因拷贝数的精确度非常高。拷贝数是指某基因在基因组中的个数。人的体细胞内基因拷贝数一般是两个，分别来自父母，但在癌症中基因拷贝数有可能变多或变少，在遗传疾病中甚至有时缺失。许多癌症和遗传病都与拷贝数变异有关。8 x- i" T+ x7 z# k3 j; |: e2 A, {) R
谢晓亮说，新技术使得测量拷贝数的空间分辨率提高了3个数量级，由此能查出基因组上以前查不出来的一些小段碱基微缺失。这意味着能更有效、更精准地检测出更多遗传疾病。& R& N9 z, m+ R6 Y4 K3 g
其次，测单碱基突变的灵敏度大大增强。单碱基突变是指基因组上只有一个碱基突变，它同样有可能导致癌症与遗传病。6 ^; G8 Q% s6 x8 U) U
第三，新技术测量基因组的覆盖率达到97%。也就是说，一个细胞基因组里97%的碱基可以测到。
) H5 l0 D. k  H* @' c& G3 L6 j+ n  i3 b& X谢晓亮说，LIANTI技术跟PCR（聚合酶链反应）技术类似，但不同的是，前者放大的不是单个基因，而是整个基因组。与PCR技术的指数放大方法相比，LIANTI技术的线性放大方法减少了“噪音”与错误。PCR技术是上世纪80年代发展起来的，其发明人因此获得1993年诺贝尔化学奖。$ @/ r2 r% `3 ?6 [" K+ _* {
对于新技术的意义，谢晓亮说，人的基因组时刻在变化，LIANTI技术使我们能了解细胞基因组怎样随时间推移而变化。临床方面，可以用它来筛选没有遗传疾病的受精卵，从而帮助许多夫妻获得健康后代；这项技术能在单细胞上看基因突变，对了解癌症也非常重要。# E3 l9 |6 V8 U5 h, K) [

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Single-cell whole-genome analyses by Linear Amplification via Transposon Insertion (LIANTI)