來自美國多個科研機構的科學家團隊在近日的《科學》雜志上發表論文稱,他們利用一種名叫“3D基因組組裝”的突破性技術,組裝出了傳播寨卡病毒和西尼羅病毒的兩種蚊虫的3條染色體。新方法不僅將從頭組裝基因組的時間從幾年縮短至幾天,還能大大降低成本,有望將需要數百萬美元才能完成的創建人類基因組項目降到一萬美元以內。
基因組內具有獨特的鹼基序列,但現有測序工具隻能測出鹼基草圖,破譯這些鹼基的具體排序或相互位置關系往往更加復雜耗時,特別是有些物種的基因組巨大,如人類基因組有30億個鹼基對,小麥基因組有170億個鹼基等。拿人類基因組測序來說,雖然已經耗時10年,花費數十億美元繪制出人類基因組草圖,但因為每個人基因組的特異性,要參考人類基因組草圖在臨床測序結果中尋找變異,往往會被誤導。
由拜耳醫學院牽頭,萊斯大學、德克薩斯兒童醫院和麻省理工與哈佛組建的博德研究院參與的研究團隊,幾年前曾研發出一種實驗性方法,成功確定了一條兩米長基因組是如何折疊進細胞核內的。這次,該團隊通過基因組折疊的指引,成功用短鏈DNA從頭組建成埃及伊蚊和致乏庫蚊的染色體。
傳播寨卡病毒的埃及伊蚊的基因草圖早在10年前就已繪出,但其中未知的關鍵細節阻礙了寨卡暴發期間的研究進展。現在,3D基因組組裝技術能從頭組裝出該蚊虫的全部基因組,將幫助科學家們採取更有力措施應對寨卡等流行病。
新方法還適用於從頭組建人體基因組。現有1000美元基因組測序項目中,隻能對某些細胞內基因組測序,且在准確性方面嚴重可疑。而要從頭組裝出一個人的所有染色體,現有技術可能要花幾年時間、數百萬美元才能完成,幾乎沒有病人能夠負擔得起。利用這次研發的新技術,從頭組裝某個病人的基因組幾乎與接受一次核磁共振檢測相當,不到一萬美元。 (記者 聶翠蓉)