這個困境直到長讀取定序平台問世後才被打破。Oxford Nanopore和PacBio的儀器能產生足以橫跨整個重複陣列的長片段序列,而端粒到端粒(T2T)聯盟也已經組裝出完整的人類基因體,史上首次準確地納入了這些區域。
其中一項最引人注目的發現是,SST1/NBL2重複序列在腫瘤中經常發生「去甲基化」——也就是失去甲基這種化學修飾,這是人類腫瘤中最常見的表觀遺傳變異之一。這樣的去甲基化,就像是解除了這些重複序列的封印。當它們的表觀遺傳沉默被打破時,這些區域就會開始被活躍地轉錄。
轉錄過程產生了一個之前未知的分子:一種名為TNBL(腫瘤相關NBL2轉錄本)的長鏈非編碼RNA。有別於最初在大腸癌中的發現,後續研究顯示,TNBL會在核仁周圍形成聚集物,並與參與關鍵細胞過程的蛋白質發生物理性互動,這包含了剪接因子SAM68,以及DNA損傷反應途徑中的組件。
研究人員強調,目前尚未建立直接的因果關係鏈。還不清楚究竟是TNBL主動驅動了腫瘤的形成,或者它僅是癌細胞中全基因體層級表觀遺傳混亂的副產物。
SST1/NBL2序列正好坐落在近端著絲粒染色體的短臂上,而這個區域正是羅伯遜轉位的發生熱點。羅伯遜轉位是人類最常見的結構性染色體重組,發生於兩條近端著絲粒染色體在著絲粒處融合時。當第21號染色體參與其中,就可能導致一種可遺傳的第21對三染色體症,這佔了唐氏症病例中的少數(約4%)。
新的數據將SST1/NBL2定位為結構脆弱基因體區域的標記。雖然這些重複序列本身尚未被證實是導致這些轉位的直接原因,但它們的存在和表觀遺傳狀態,可能會影響周圍染色質的穩定性。
在長讀取定序技術成熟之前,這整個研究領域幾乎是寸步難行。短讀取技術會將DNA打斷成太小的碎片,以至於無法涵蓋長的串聯重複序列,導致這些序列在組裝過程中不是被壓縮,就是被丟棄。改變遊戲規則的關鍵技術進展包括:
這項研究仍處於基礎發現的階段,但其臨床應用的想像空間已經被描繪出來。如果TNBL或其他巨型衛星序列衍生的RNA被證實對癌症有功能性的貢獻,它們或許能作為疾病的生物標記——也就是在血液或組織中可被偵測到的訊號——或者甚至能被當作治療的弱點來攻擊。它們與剪接和DNA修復機制間的互動,暗示了也許存在著可以成藥的途徑。
長讀取定序技術如今讓科學家得以研究這些區域中自然的人類變異——像是不同個體間、不同腫瘤間,在重複次數、甲基化程度和基因表現上的差異——而這對於理解它們的生物學意義至關重要。
目前為止,SST1/NBL2巨型衛星序列的故事,正有力地提醒著我們,人類自身的基因體中,還有許多重要的章節尚待我們去解讀。而幸運的是,我們終於握有了能讀懂它們的工具。
這個困境直到長讀取定序平台問世後才被打破。Oxford Nanopore和PacBio的儀器能產生足以橫跨整個重複陣列的長片段序列,而端粒到端粒(T2T)聯盟也已經組裝出完整的人類基因體,史上首次準確地納入了這些區域。
其中一項最引人注目的發現是,SST1/NBL2重複序列在腫瘤中經常發生「去甲基化」——也就是失去甲基這種化學修飾,這是人類腫瘤中最常見的表觀遺傳變異之一。這樣的去甲基化,就像是解除了這些重複序列的封印。當它們的表觀遺傳沉默被打破時,這些區域就會開始被活躍地轉錄。
轉錄過程產生了一個之前未知的分子:一種名為TNBL(腫瘤相關NBL2轉錄本)的長鏈非編碼RNA。有別於最初在大腸癌中的發現,後續研究顯示,TNBL會在核仁周圍形成聚集物,並與參與關鍵細胞過程的蛋白質發生物理性互動,這包含了剪接因子SAM68,以及DNA損傷反應途徑中的組件。
研究人員強調,目前尚未建立直接的因果關係鏈。還不清楚究竟是TNBL主動驅動了腫瘤的形成,或者它僅是癌細胞中全基因體層級表觀遺傳混亂的副產物。
SST1/NBL2序列正好坐落在近端著絲粒染色體的短臂上,而這個區域正是羅伯遜轉位的發生熱點。羅伯遜轉位是人類最常見的結構性染色體重組,發生於兩條近端著絲粒染色體在著絲粒處融合時。當第21號染色體參與其中,就可能導致一種可遺傳的第21對三染色體症,這佔了唐氏症病例中的少數(約4%)。
新的數據將SST1/NBL2定位為結構脆弱基因體區域的標記。雖然這些重複序列本身尚未被證實是導致這些轉位的直接原因,但它們的存在和表觀遺傳狀態,可能會影響周圍染色質的穩定性。
在長讀取定序技術成熟之前,這整個研究領域幾乎是寸步難行。短讀取技術會將DNA打斷成太小的碎片,以至於無法涵蓋長的串聯重複序列,導致這些序列在組裝過程中不是被壓縮,就是被丟棄。改變遊戲規則的關鍵技術進展包括:
這項研究仍處於基礎發現的階段,但其臨床應用的想像空間已經被描繪出來。如果TNBL或其他巨型衛星序列衍生的RNA被證實對癌症有功能性的貢獻,它們或許能作為疾病的生物標記——也就是在血液或組織中可被偵測到的訊號——或者甚至能被當作治療的弱點來攻擊。它們與剪接和DNA修復機制間的互動,暗示了也許存在著可以成藥的途徑。
長讀取定序技術如今讓科學家得以研究這些區域中自然的人類變異——像是不同個體間、不同腫瘤間,在重複次數、甲基化程度和基因表現上的差異——而這對於理解它們的生物學意義至關重要。
目前為止,SST1/NBL2巨型衛星序列的故事,正有力地提醒著我們,人類自身的基因體中,還有許多重要的章節尚待我們去解讀。而幸運的是,我們終於握有了能讀懂它們的工具。