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Nat Genetics：大數(shù)據(jù)揭示疾病的基因關(guān)聯(lián)
想象一下，雨水落在人行道上的場景。雖然雨滴落地似乎是隨機發(fā)生的，但隨著時間的推移，人行道仍然會有一片區(qū)域保持干燥。這個類比類似于猶他大學(xué)健康研究所的研究人員設(shè)計的一種新方法。他們探索了超過100,000名健康人，以確定我們不容易改變的基因區(qū)域。他們認(rèn)為，這些“受限制”區(qū)域的DNA突變可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的兒科疾病。
我們不是專注于DNA變化的地方，而是尋找DNA維持不變的基因部分，”U of U Health的人類遺傳學(xué)和生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)副教授，副主任Aaron Quinlan博士說。 USTAR遺傳發(fā)現(xiàn)中心。 “我們的模型在這個龐大的數(shù)據(jù)集中搜索密集遺傳變異規(guī)則的例外情況，以揭示缺乏變異的基因的受限區(qū)域。我們相信這些區(qū)域可能是致命的，或者在突變時會導(dǎo)致疾病的極端表型?！?
雖然這種方法在概念上很簡單，但直到最近才有足夠的人類基因組來實現(xiàn)它。這些新的，不變的延伸可能揭示新的致病基因，并可用于幫助確定發(fā)育障礙患者的疾病原因。這項研究的結(jié)果在12月10日的《Nature Genetics》期刊上發(fā)表
根據(jù)Quinlan的說法，之前未與疾病相關(guān)的基因通常包含一個或多個高度受限的區(qū)域。這些地區(qū)的突變可能導(dǎo)致疾病。
“我們相信這些基因在疾病的發(fā)展中發(fā)揮作用，但我們目前對它們的作用知之甚少，”該論文的資深作者Quinlan說。 “這就是令人興奮的發(fā)現(xiàn)潛力所在。”
許多最受限制的區(qū)域富含與發(fā)育障礙相關(guān)的基因，包括發(fā)育遲緩，癲癇發(fā)作和先天性心臟缺陷。這些信息使團隊確信該方法能夠真實地揭示該方法。該圖揭示了導(dǎo)致發(fā)育障礙的致病變異和新生突變。這種方法為確定新的編碼區(qū)域以研究疾病打開了大門。
“作為一個整體的基因可能能夠容忍變異，但[受限區(qū)域的一個關(guān)鍵部分的變異]可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的發(fā)育后果，”該論文的第一作者，昆蘭實驗室的研究生James Havrilla說。
Quinlan警告說，該模型只能找到極端的表型，如對智力殘疾，癲癇癥，面部畸形和心臟發(fā)育問題負(fù)責(zé)的發(fā)育障礙。該模型不足以識別常見疾病的基因區(qū)域，例如糖尿病或冠狀動脈疾病。此外，該研究主要基于具有歐洲血統(tǒng)的個體。
“我們創(chuàng)建的地圖將為社區(qū)提供研究迄今為止沒有疾病關(guān)聯(lián)的基因的資源，”Quinlan說。 “這種方法的優(yōu)點和力量在于，隨著我們從更多的人類基因組中獲取更多數(shù)據(jù)，我們可以繼續(xù)提高該地圖的分辨率，以確定研究疾病的區(qū)域?！?
他的團隊使用從基因組聚集數(shù)據(jù)庫（gnomAD）獲得的超過120,000個基因組創(chuàng)建了這些受限區(qū)域的詳細(xì)地圖，該數(shù)據(jù)庫提供了外顯子組中檢測到的大量人類遺傳變異目錄以及來自各種大規(guī)模的基因組測序數(shù)據(jù)測序項目。（生物谷Bioon.com）
資訊出處：Big datasets pinpoint new regions to explore the genome for disease
原始出處：A map of constrained coding regions in the human genome, Nature Genetics (2018). DOI: 10.1038/s41588-018-0294-6 , https://www.nature.com/articles/s41588-018-0294-6
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