高通量基因组测序技术 13301030053贺耐 高通量测序技术,相对于传统的测序技术,可以一次对几十万到几百万条 DNA分子进行序列测定,比第一代测序的通量提高成千上万甚至上亿倍。因此高 通量测序使得对一个物种的转录组和基因组进行细致全貌的分析成为可能,所以 又被称为深度测序( deep sequencing)。 测序时将基因组DNA的随机片段附着到光学透明的玻璃表面,这些DNA片段 经过延伸和桥式扩增后,在表面上上形成了数以亿计的单分子簇。然后利用带荧 光基团的四种特殊脱氧核糖核苷酸,通过可逆性终止的SBS(边合成边测序)技 术对待测的模板DNA进行测序。 &ileuisisaaiilsssiiu ials 高通量基因组测 序应用于广泛的基因 疾病治疗当中一一癌 症基因组图谱( Cancer Genome Atlas, TCGA 这一项目由美国国家 卫生研究院(NIH)提 供资金资助,旨在收集 超过20种癌症,每种癌症多达500个肿瘤的基因组信息,其中包括所有编码 蛋白质基因序列。图中即为该计划2012年对几种癌症进行测序发表的整合结果 TCGA计划的内容引用了来自约翰·霍普金斯大学的福格尔斯坦的研究成果。 2006年,福格尔斯坦的团队应用高通量基因组测序技术,分析了11种乳腺癌和 结肠癌的13000个基因,解释了第一个具有划时 代意义的测序结果 到2009年,卵巢癌、胰腺癌、黑色素瘤 肺癌和几种白血病的基因组序列已经对比完成, 推出了每个类型肿瘤突变的完整目录。 伯特·福格尔斯坦用辽阔的负空间表示正常, 置入突变。每一次癌症出现的基因突变,就以圆
高通量基因组测序技术 13301030053 贺耐 高通量测序技术，相对于传统的测序技术，可以一次对几十万到几百万条 DNA 分子进行序列测定，比第一代测序的通量提高成千上万甚至上亿倍。因此高 通量测序使得对一个物种的转录组和基因组进行细致全貌的分析成为可能，所以 又被称为深度测序(deep sequencing)。 测序时将基因组 DNA 的随机片段附着到光学透明的玻璃表面，这些 DNA 片段 经过延伸和桥式扩增后，在表面上上形成了数以亿计的单分子簇。然后利用带荧 光基团的四种特殊脱氧核糖核苷酸，通过可逆性终止的 SBS（边合成边测序）技 术对待测的模板 DNA 进行测序。 高通量基因组测 序应用于广泛的基因 疾病治疗当中——癌 症基因组图谱(Cancer Genome Atlas，TCGA) 这一项目由美国国家 卫生研究院（NIH）提 供资金资助，旨在收集 超过 20 种癌症，每种癌症多达 500 个肿瘤的基因组信息，其中包括所有编码 蛋白质基因序列。图中即为该计划 2012 年对几种癌症进行测序发表的整合结果。 TCGA 计划的内容引用了来自约翰·霍普金斯大学的福格尔斯坦的研究成果。 2006 年，福格尔斯坦的团队应用高通量基因组测序技术，分析了 11 种乳腺癌和 结肠癌的 13000 个基因，解释了第一个具有划时 代意义的测序结果。 到 2009 年，卵巢癌、胰腺癌、黑色素瘤、 肺癌和几种白血病的基因组序列已经对比完成， 推出了每个类型肿瘤突变的完整目录。 伯特·福格尔斯坦用辽阔的负空间表示正常， 置入突变。每一次癌症出现的基因突变，就以圆
点标在图上。随着任何基因突变频率的增加,这些点就长高成为山脊和山丘,继 而连成山脉,成为最常见的基因突变。 图中小点代表了结肠癌中基因的突变,其中突变的基因成为了山峰,然后连 成群山。 众所周知,癌症的出现是一个多步骤的复杂过程,由于此前癌症基因组图谱 (TCGA)的努力,以及其他大规模癌症基因组研究成果,从中描绘了影响单个人 体细胞23,000个基因的突变和其他分子事件,使得记录每一个基因突变成为可 癌症根植于我们的社会中:随着我们这个物种寿命的不断延长,也不可避免 地会释放恶性增长。癌症的发生概率呈指数性地随年龄増加。三十岁左右为四百 分之一,70岁左右为九分之一。 癌基因突变随着衰老而逐渐积累,因此,癌症在本质上与年龄相关。 对不同类型癌症基因的测序,直接观察了这种随着年龄而来的“突变、突变 再突变”,绘制了癌的基因组景观。癌症基因组测序验证了百年来的临床观察, 每一位病人的癌症都是独一无二的,因为每一个癌症的基因组都是独一无二的。 生理的异质性就是基因异质性。 然而看似不可阻挡的多样性之下是深藏的基因一致性。表面上看起来大相径 庭的各种癌症,常常产生于相同或类似的通路失调。 靶定基因,并促进更个性化癌症疗法的发展。 我们可以认为癌症在试图效仿一个再生器官、再生有机体。其对永生的追求 反映了我们自己的追求。癌细胞,阻止我们的生命,还是可以用来阻止衰老? 参考文献:《众病之王》[美]悉达多·穆克吉,中信出版社2013年 The Cancer Genome Atlas Network. Comprehensive molecular portraits of human breast tumors. Nature. Online Sept. 23, 2012 10.1038/ naturel412
点标在图上。随着任何基因突变频率的增加，这些点就长高成为山脊和山丘，继 而连成山脉，成为最常见的基因突变。 图中小点代表了结肠癌中基因的突变，其中突变的基因成为了山峰，然后连 成群山。 众所周知，癌症的出现是一个多步骤的复杂过程，由于此前癌症基因组图谱 （TCGA）的努力，以及其他大规模癌症基因组研究成果，从中描绘了影响单个人 体细胞 23,000 个基因的突变和其他分子事件，使得记录每一个基因突变成为可 能。 癌症根植于我们的社会中：随着我们这个物种寿命的不断延长，也不可避免 地会释放恶性增长。癌症的发生概率呈指数性地随年龄增加。三十岁左右为四百 分之一，70 岁左右为九分之一。 癌基因突变随着衰老而逐渐积累，因此，癌症在本质上与年龄相关。 对不同类型癌症基因的测序，直接观察了这种随着年龄而来的“突变、突变、 再突变”，绘制了癌的基因组景观。癌症基因组测序验证了百年来的临床观察， 每一位病人的癌症都是独一无二的，因为每一个癌症的基因组都是独一无二的。 生理的异质性就是基因异质性。 然而看似不可阻挡的多样性之下是深藏的基因一致性。表面上看起来大相径 庭的各种癌症，常常产生于相同或类似的通路失调。 靶定基因，并促进更个性化癌症疗法的发展。 我们可以认为癌症在试图效仿一个再生器官、再生有机体。其对永生的追求 反映了我们自己的追求。癌细胞，阻止我们的生命，还是可以用来阻止衰老？ 参考文献：《众病之王》[美]悉达多·穆克吉，中信出版社 2013 年 The Cancer Genome Atlas Network.Comprehensive molecular portraits of human breast tumors.Nature. Online Sept. 23, 2012. DOI: 10.1038/nature11412