2011值得關(guān)注的技術(shù):功能基因組資源
日期:2012-01-05 08:39:20
《Nature Methods》盤(pán)點(diǎn)2011年度技術(shù),選出了最受關(guān)注的技術(shù)成果:人工核酸酶介導(dǎo)的基因組編輯(genome editing with engineered nucleases)技術(shù)。
除了進(jìn)一步編輯以外,《Nature Methods》也整理出了2011年最值得關(guān)注的幾項(xiàng)技術(shù),分別為:?jiǎn)渭?xì)胞技術(shù)(Single-cell methods)、功能基因組資源(Functional genomic resources)、糖蛋白組學(xué)(Glycoproteomics)、單倍體因果突變(Causal mutations in a haploid landscape)、單層光生物成像(Imaging life with thin sheets of light)、非模式生物(Non–model organisms)、光基礎(chǔ)電生理學(xué)(Light-based electrophysiology)和RNA結(jié)構(gòu)(RNA structures )。
所謂功能基因組資源(Functional genomic resources)就是指對(duì)模式生物基因組資源的總結(jié),包括人、果蠅、線蟲(chóng)、酵母、大鼠、小鼠、斑馬魚(yú)、擬南芥菜、水稻等模式生物。而這里尤其指向的是小鼠這一模式生物全基因組水平的操控,以及其具體基因表型的分析技術(shù)。
隨著測(cè)序技術(shù)以及功能注釋的快速發(fā)展,科學(xué)家們現(xiàn)在掌握了所有小鼠基因的序列信息,不過(guò)還缺少對(duì)這超過(guò)兩萬(wàn)個(gè)基因?qū)嶋H功能的全面整體了解。要完成這項(xiàng)任務(wù),不能以單層次的方式,因此幾年前小鼠研究協(xié)會(huì)就開(kāi)始了大規(guī)模的嘗試,在國(guó)際小鼠敲除研究聯(lián)盟的幫助下匯集多方資源。其目標(biāo)就是在一個(gè)近交系小鼠:C57BL/6中完成每個(gè)蛋白編碼基因的突變,并產(chǎn)生胚胎干細(xì)胞和小鼠品系,用于科學(xué)研究。
2011年這項(xiàng)研究取得了極大的進(jìn)展,研究工具獲得了大范圍延展,比如來(lái)自Sanger研究院的研究人員創(chuàng)建了條件型敲除等位基因,獲得了一種能大批量產(chǎn)生基因突變的新方法。在這篇題為“A conditional knockout resource for the genome-wide study of mouse gene function”的文章中,研究人員在C57BL/6胚胎干細(xì)胞系中生成了數(shù)以千計(jì)的條件突變,適合為進(jìn)行大規(guī)?;虮憩F(xiàn)型分析的研究工作培育突變小鼠。這種高通量的基因定位方法也適用于大鼠和人的干細(xì)胞,為確定由哺乳動(dòng)物基因組編碼的所有基因的功能提供新平臺(tái)。
除此之外,一些集團(tuán),比如歐洲小鼠疾病臨床研究集團(tuán)(European Mouse Disease Clinic,生物通譯)就在國(guó)際小鼠敲除研究聯(lián)盟的不同小鼠品系中,進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)表型實(shí)驗(yàn),不久之后科學(xué)家們就能獲得近交系小鼠基因功能數(shù)據(jù),下一步就是大鼠,這些數(shù)據(jù)將有利于我們更加深入的分析基因功能,以及疾病中這些基因的具體作用。
17個(gè)關(guān)鍵小鼠基因組
來(lái)自英國(guó)牛津大學(xué),劍橋大學(xué)韋爾科姆基金會(huì)桑格學(xué)院等處的研究人員完成了17個(gè)關(guān)鍵小鼠基因組的測(cè)序工作,為了解功能變異體的分子性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)鼠的系統(tǒng)發(fā)生史提出了新見(jiàn)解,這些數(shù)據(jù)將是新一代功能分析的一個(gè)重要資源。
研究人員對(duì)來(lái)自17個(gè)關(guān)鍵小鼠基因組(包括大多數(shù)常用的內(nèi)交品系和它們的先祖)的序列進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)了廣泛的基因變異,為了解功能變異體的分子性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)鼠的系統(tǒng)發(fā)生史提供了見(jiàn)解。這些數(shù)據(jù)將是新一代功能分析的一個(gè)重要資源。
另外一篇文章,研究人員描述了13個(gè)經(jīng)典內(nèi)交小鼠品系和4個(gè)野生型內(nèi)交小鼠品系基因組中結(jié)構(gòu)變異體的情況,并將它們當(dāng)中的很多以堿基對(duì)的分辨率進(jìn)行了定位。盡管它們普遍存在,但結(jié)構(gòu)變異體被發(fā)現(xiàn)對(duì)表現(xiàn)型變異的影響相對(duì)較小。