找基因突變,發高分文章,有套路嗎?-技術前沿-資訊-生物在線

找基因突變,發高分文章,有套路嗎?

作者:上海吉凱基因醫學科技股份有限公司 2019-08-06T16:06 (訪問量:9111)

找基因突變,發高分文章,有套路嗎?


有種說法叫做腫瘤是種基因病。無論什么腫瘤,在發生發展的不同時期都存在基因組的特異變化(突變),從而失去了對細胞生長的正常調控,導致了細胞的異常增生。

著名的癌癥基因圖譜(Cancer Genome Atlas,TCGA)計劃,就是通過收集分析人類癌癥中多種變異的分子特征,將人類全部癌癥的基因組變異圖譜繪制出來,并進行系統分析,目前已經發現了近1000萬個癌癥相關突變。大家在臨床上,也常常會觀察到某種突變和疾病的發生、病人的耐藥有著密切的聯系。

突變很重要,但是突變研究又很難!為啥?因為一方面可以檢測到的突變太多太多,有關鍵作用的突變卻僅僅是極少數,大海撈針既看實力也看運氣;另一方面突變研究的模型比較難構建。那么如何去研究這些突變影響疾病形成與發展的機制呢?聽小編給你道來。




CRISPR/Cas9基因編輯
說到突變研究,就不得不提到近年來非?;馃岬腃RISPR/Cas9系統。它通過Cas9蛋白在gRNA(guide RNA)的引導下完成對DNA的定點切割,產生DNA的插入或刪除,或定點編輯,不引入任何外源的片段。因此Cas9系統是研究基因突變的最佳搭檔。來看看這篇文章,作者利用Cas9系統,將原代腸上皮細胞中幾個關鍵基因(APC、SMADA4、TP53、KRAS、PIK3CA)改變了幾個堿基,就模擬了細胞癌變的過程,成果發表在了30分的Nature Medicine」上面,成了人生贏家,可見Cas9基因編輯的威力。隨著技術的不斷發展,越來越多的文章都開始嘗試使用這種方法去研究基因突變對疾病的影響。





但是利用Cas9系統構建突變細胞株常常需要挑選幾十甚至幾百個單克隆細胞篩選成功突變的細胞克隆,操作復雜,成本也很高,大部分實驗室都需要花大量的時間去優化實驗條件,但往往因為細胞轉染效率、克隆形成能力或者基因本身的限制,很難得到成果。那么如果暫時用不了Cas9,但又有非常有意思的突變想要去研究,怎么辦呢?這里也有幾種替代的方法,當然就不如Cas9一樣完美啦。


能缺失型突變

也就是突變結果導致了基因功能的缺失(常見于DN**段的缺失、移碼突變及重要功能區域的錯義點突變等等)。如果您找到的突變體屬于這一種,那么找一株野生型的細胞,用RNA干擾的方法去模擬基因沉默的結果,就能間接的說明問題。


功能獲得型突變

也就是突變結果導致了基因功能的獲得,比如說蛋白質的持續激活(常見于腫瘤耐藥的研究)。最簡單的做法是找一株野生型的細胞,直接過表達突變基因(同時過表達野生型做對照),根據表型就可以確定突變體的功能了。這類的文章有很多,比如這篇16分的Cancer Discovery,研究乳腺癌中HER2基因突變對腫瘤增值與藥物敏感性的影響(2013, 3(2): 224-237.)。





如果既是功能獲得性突變,又找不到野生型的細胞株怎么辦呢?曲線救國也可一試,直接RNAi突變體,看看表型是不是變化了。比如這篇4分的Molecular cancer research(2005, 3(7): 413-423.),研究胰腺癌中Kras突變,就是通過干擾Kras突變體,來反向說明突變體功能。有興趣的同學可以找來看看。




總結一下,研究突變,有錢或有能力有精力的可以用最完美的新技術CRISPR/Cas9,不然就退而求其次用后面的經典辦法,雖然邏輯上不完美,但CRISPR/Cas9技術出現前的很多年研究者都是這樣去做的,所以也沒有什么大問題。追求高分的最好用前一種辦法,或者先用后面經典方法先篩選到關鍵突變了再用前一種辦法去驗證。今天就和大家分享到這里。做突變體研究的套路,你會用了不?


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