科学家们使用先进的成像技术来绘制基因组的未知区域

使用先进的成像技术，研究人员在科罗拉多大学安舒茨医学院绘制了人类基因组中一个以前未知的区域，该区域会引发各种疾病，为未来可能的疾病测试奠定了基础。

这项研究发表在9月3日的《科学》杂志上基因组研究由Tamim Shaikh博士领导的CU Anschutz，由Pui-Yan Kwok博士领导的加州大学旧金山分校(UCSF)以及由Joris Vermeesch博士领导的比利时鲁汶大学的科学家进行了这项研究。

塔米姆·谢赫博士是科罗拉多大学医学院遗传与代谢学部的儿科教授。

这项研究颠覆了许多人的观点，即随着2001年人类基因组计划的完成，人类基因组已经完全绘制出来了。

“随着时间的推移，我们意识到这并不完全正确，因为参考人类基因组序列中仍有许多空白，”该研究的资深作者之一谢赫说。谢赫是科罗拉多大学医学院遗传与代谢学部的儿科教授。“这些差距存在于过去和大多数当前测序技术无法绘制且往往‘看不见’的区域。”

研究人员专注于22号染色体上的一个区域，即22q11。由于被称为低拷贝重复或lcr的不可映射的基因序列，该染色体序列中存在许多缺口。

lcr是遗传不稳定的重要来源，可以破坏染色体。这会导致大量DNA片段的丢失或获得，从而导致严重的疾病。22q11中DNA的缺失导致22q11缺失综合症，导致的症状可能包括智力残疾、畸形特征、心脏缺陷、癫痫发作、自闭症谱系障碍和精神分裂症。

利用两种最先进的基因组图谱技术，即fiber FISH和Bionano光学图谱，研究人员能够看到长DNA分子，并发现个体和群体之间前所未有的极端差异。这些差异可能是数十万到超过200万个碱基对的DNA。

“如果没有这项研究中使用的测绘技术，人与人之间的巨大差异就无法评估，”加州大学旧金山分校亨利·巴赫拉赫杰出教授郭培仁博士(Pui-Yan Kwok)说。他是谢赫博士的合作者，也是这篇论文的合著者之一。“我们的方法使所研究的高度复杂区域的组织结构变得清晰。”

谢赫表示同意。

“你正在将这些染色体片段映射回基因组，看看有什么不同，”谢赫说。“我们研究了150多名看起来很健康的人。我们发现每个人的问题区域都有很大的不同。”

在基因组的这一部分，有些人携带的DNA少得多，有些人携带的DNA多得多。

患有22q11缺失综合症的儿童及其父母也接受了测试，以确定他们的22q11 lcr是否不同。

“现在我们可以开始问这样的问题，‘DNA多一点或少一点的人更容易生下患病的孩子吗?’”谢赫问道。“如果是这样，那么就有可能在父母生孩子之前对他们进行基因检测。”

谢赫说，基因组的这个区域在不断进化。

他说:“如果你从一代到下一代观察，你可能会发现同一个家族内部发生了变化。”“这太不可思议了。”

这项研究有多个资金来源，包括美国国立卫生研究院对Shaikh和Kwok的资助。