《Nature Methods》盤點2011年度技術，選出了最受關注的技術成果：人工核酸酶介導的基因組編輯（genome editing with engineered nucleases）技術。

除了基因組編輯以外，《Nature Methods》也整理出了2011年最值得關注的幾項技術，分別為：單細胞技術（Single-cell methods）、功能基因組資源（Functional genomic resources）、糖蛋白組學（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）、光基礎電生理學（Light-based electrophysiology）和RNA結(jié)構(gòu)（RNA structures ）。

高通量測序技術的快速發(fā)展將研究焦點從數(shù)據(jù)獲取轉(zhuǎn)移到了數(shù)據(jù)解讀。人類基因組領域的研究人員在初級序列分析方面獲得了很大的進步——不僅能針對短片段，單核苷酸多態(tài)性，插入缺失進行圖譜繪制，甚至可以解析更復雜的結(jié)構(gòu)突變。

但是這方面仍然存在兩個挑戰(zhàn)，第一個是確定單體型——個體基因組中每個染色體中各自的序列，尤其是沒有相關基因組信息的情況下。其次是分析所有已發(fā)現(xiàn)的突變的功能作用，并從中找到與疾病相關的突變。

2011年取得了個體單體型基因組分析的一些成果，比如來自馬普研究院的fosmid克隆高通量測序，以及由斯坦福大學等處的研究人員完成的首個個人單體型分析成果。這篇發(fā)表于Nature Biotechnology雜志上的成果，與其它文章一道，介紹了幾種測定出個人單倍型的新方法，這將可用于揭示某些疾病的遺傳原因，并應用于醫(yī)學診斷。

其中來自華盛頓大學的研究人員在40萬個堿基增量中對單體型分辨基因組進行了測序。來自斯坦福大學的研究人員對來自單細胞的單倍染色體進行了基因分型。

在第一項研究中，研究人員利用了一個帶有4萬個插入堿基的印度人基因組DNA fosmid文庫，將其裂解生成了115個包含超過5000個克隆的混合池。這些混合池99%衍生于同源染色體的其中一條染色體序列，每個混合池均覆蓋大約3%的基因組。在對這些混合池進行測序后研究人員確定了40萬個堿基的單體型，證實其與目前單體型圖計劃（HapMap）取得的99%的結(jié)果相關聯(lián)。

另外一個研究組取得了一些基礎的種群遺傳學研究結(jié)果，找到了過去在HapMap或千人基因組計劃中未發(fā)現(xiàn)的單體型，并證實其富集于一些新型變異中。此外研究人員還改良了從頭基因組組裝技術。近期針對個體基因組的鳥槍測序數(shù)據(jù)揭示了一些從前在參考基因組中未發(fā)現(xiàn)的序列。研究人員將從他們的克隆中獲得的讀數(shù)定位到這些基因序列群中，并針對其來源的fosmid庫進行了追蹤，進而找到了它們的共享位點。此外，研究人員還將一些讀數(shù)錨定到了從前未曾定位的基因序列群中。

這兩種方法的主要差別之一在于前者是利用細菌進行fosmid克隆擴增，而后者則主要是在體外進行多重置換擴增（MDA）。

這些研究成果表明在許多基因中存在新突變，分析這些突變將有助于評估它們對于個體的影響。

了解單倍體突變分布還只是第一步，我們還需要更深入的分析這些突變對于人體有何害處——這正是Gregory Cooper和Jay Shendure在Nat. Rev. Genet.上發(fā)表的文章中提到的：“一旦雜草被清理干凈了，在一堆針中找到自己需要的針就簡單了”

在分析蛋白編碼序列，和基因組非編碼區(qū)域潛在突變的時候，也許可以借助于基于序列進化保守性的計算機分析方法，蛋白序列生物化學特性，以及結(jié)構(gòu)信息分析。但是這些方法也僅僅是在候選名單中，我們?nèi)匀恍枰芊治鲞@些突變，以及分子表型的大規(guī)模實驗方法。