癌細胞的DNA經(jīng)常發(fā)生突變，這可以給科學家提供線索，讓他們知道癌癥是如何開始或者哪種治療方法可能有效。但發(fā)現(xiàn)這些突變很困難。近日，來自賓夕法尼亞州立大學的研究小組開發(fā)了一個新框架，可結合現(xiàn)有方法，在癌細胞DNA中找到一些新的結構變異，從而進一步了解癌癥是如何開始的。
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這種新方法于9月10日以“Integrative detection and analysis of structural variation in cancer genomes”為題發(fā)表在《Nature Genetics》雜志上。

結構變異

染色體結構變異（structural variants）是DNA中的大突變，可導致致癌基因被激活。例如，某些類型的腦癌（如困擾美國參議員John McCain和Edward Kennedy的腦癌），可能是由放大某些致癌基因的結構變異引起的。在一些癌癥中，知道患者有這種異常有助于醫(yī)生決定權威治療方案。

“在人類癌癥中發(fā)現(xiàn)的許多結構變異似乎并不直接影響基因，” 靠前作者、索爾克研究所的Helmsley-Salk研究員Jesse Dixon說， “相反，許多結構變異出現(xiàn)在基因組的非編碼（即所謂的垃圾DNA）區(qū)域，而這一區(qū)域的結構變異對于科學家們理解導致癌癥的原因是神秘的。”

現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)結構變異的方法主要包括：光學作圖、染色質(zhì)構象捕捉技能(Hi-C技能 )和全基因組測序三種，已經(jīng)被用來發(fā)現(xiàn)大多數(shù)已知的結構變異。

而通過使用一種新方法，研究人員現(xiàn)在能夠發(fā)現(xiàn)30多種癌細胞的結構變異，同時，他們還用同樣的方法開始了解為什么某些類別的結構變異可能會導致癌癥。

研究人員觀察到，一些結構變異似乎會影響DNA非編碼序列中的基因調(diào)控“開關”——有缺陷的開關阻止了特定基因正常的開啟或關閉，從而導致癌癥；另外，他們還使用Hi - C方法來探索結構變異如何影響3D基因組結構——DNA如何在細胞內(nèi)折疊。

“細胞很小，但是它們的DNA排列很長，一個細胞的所有DNA長達兩米多，” 馬薩諸塞大學系統(tǒng)生物學教授、通訊作者之一Job Dekker解釋道，“這就是為什么DNA需要以復雜的方式折疊。我們發(fā)現(xiàn)癌細胞的基因組改變會導致基因組折疊方式的不同，這可能導致基因被錯誤的調(diào)控開關開啟或關閉?！?/p>

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重要意義

生物化學和分子生物學助理教授、通訊作者之一Feng Yue說:“我們能夠設計并使用我們的計算框架將三種方法連接在一起，較之先前每種方法只能回顧一部分結構變異，整合三種不同方法的結果可以獲得全面的癌癥基因組?！?/p>

總結來說，結構變異會影響癌細胞的基因組折疊，這些變異可能是癌癥產(chǎn)生的原因。研究人員開發(fā)了一種新的發(fā)現(xiàn)結構變異的方法，他們認為這項工作能夠更好地預測哪些結構變異可能導致癌癥，以及它們可能針對哪些基因。

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