隨著全基因組測序成本不斷下降，外顯子組測序?qū)⒂锌赡芎芸熹N聲匿跡。Janelle Weaver報(bào)道了一些研究人員認(rèn)為外顯子組測序末日來臨的原因。

當(dāng)15年前Peter Robinson分析他的第一條DNA序列時(shí)，整個(gè)過程耗費(fèi)了大約一周的時(shí)間，他用鉛筆和紙完成了最后的分析步驟?，F(xiàn)在在德國柏林的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與人類遺傳學(xué)研究所，Robinson擁有了不止一臺，而是兩臺新一代測序儀，這使得他可以在短短數(shù)天時(shí)間內(nèi)分析幾百萬條序列。“在大約兩年的時(shí)間里我們一直在利用這一技術(shù)，我們現(xiàn)在看到它的先進(jìn)性已不復(fù)存在。”

自2005年起，新一代測序儀得到廣泛的使用，這使得科學(xué)家們只需花費(fèi)不到1萬美元就可完成對個(gè)體的全基因組測序。盡管測序費(fèi)用顯著下降，對于大多數(shù)應(yīng)用而言這一過程費(fèi)用仍昂貴得讓人望而卻步。因此，許多的科學(xué)家選擇只對外顯子組——基因組中的蛋白質(zhì)編碼區(qū)域測序。因?yàn)橥怙@子組只占人類基因組的大約1%，因此成本只需2500美元。

外顯子組測序是一種尋找罕見孟德爾疾病潛在等位基因的有效策略，因?yàn)榇蠖鄶?shù)這些等位基因都導(dǎo)致了蛋白質(zhì)編碼序列破壞，大部分罕見的、改變蛋白質(zhì)的變異都被預(yù)測損害或是影響了蛋白質(zhì)功能。“采集就我們目前所知的、所有這些編碼蛋白質(zhì)的外顯子，在我們的基因組中遺傳性疾病最重要的片段，”Robinson說。

盡管也可將外顯子測序應(yīng)用于復(fù)雜的常見病，因?yàn)樵谶@些疾病中存在更多的遺傳異質(zhì)性，有可能需要更大的樣本量。并且，這一技術(shù)只能確定影響疾病風(fēng)險(xiǎn)的變異，了解這些等位基因的累積風(fēng)險(xiǎn)所需要展開的分析將非常的復(fù)雜?！霸诨蚪M中，一種變異有可能會被其他199種變異改變，我們確實(shí)不知道如何將它們累加起來。因此要獲得一些具臨床使用價(jià)值的東西還有大量的工作需要開展。

變革醫(yī)療

采用外顯子組測序，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了與從肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥到智力障礙等大量遺傳疾病相關(guān)的新突變，以及諸如癌癥等疾病的體細(xì)胞突變。美國克萊格•凡特研究所率先對個(gè)體開展了首次外顯子組分析，研究結(jié)果發(fā)布在2008年的《公共科學(xué)圖書館—遺傳學(xué)》（PLoS Genetics）雜志上。在第二年發(fā)布于《自然》（Nature）雜志上的另一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們證實(shí)僅通過對4個(gè)無親緣關(guān)系的個(gè)體進(jìn)行外顯子組測序，有可能鑒別出一種稱為弗里曼-謝爾登綜合癥（Freeman-Sheldon syndrom）的罕見、顯性遺傳性疾病的候選基因。

去年，澳大利亞昆士蘭醫(yī)學(xué)研究所的腫瘤基因組學(xué)家Nicholas Hayward在《自然遺傳學(xué)》（Nature Genetics）雜志上報(bào)告發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)基因的頻繁體細(xì)胞突變與轉(zhuǎn)移性黑色素瘤相關(guān)。在對8個(gè)黑色素瘤外顯子組測序后，他的研究小組發(fā)現(xiàn)近四分之一的黑色素瘤細(xì)胞系在MAP3K5或MAP3K9的蛋白質(zhì)編碼區(qū)域存在突變。Hayward 說：“此前并不知道這些激酶在黑色素瘤中存在高頻率突變。這實(shí)際上向我們表明了一條從前在黑色素瘤中被低估的信號通路。”

下接：外顯子組測序最后的日子（下）