科学来自死亡个体的样本 帮我们读懂疾病背后的基因密码( 二 )


相较其他数据库 , GTEx最大的优势就是来自各种器官的基因表达 。 但是由于都是从意外死亡的个体获得的样本 , 除了性别、年龄等基本信息 , GTEx并没有个体非常详尽的性状信息 。 这次通过与之前做过罕见突变研究的英国生物样本库(UKBiobank)合作 , 鉴定出许多对基因表达有巨大影响的罕见突变 , 并找到相对应的关联性状(疾病) 。 这大大提升了GTEx自身研究的意义 。
GTEx系列研究论文《通过跨器官的转录组信号 , 鉴定出有功能的罕见突变》中的研究结果表明 , 人类基因组包含的罕见突变会增加某些疾病风险 , 研究通过对838个全基因组数据 , 及多种器官的转录组数据的分析 , 检测出了与极端基因表达量有关的罕见突变 。 研究者整合了来自49个器官的三种极端表达信号 , 最终首次鉴定出了具有高影响的罕见突变 , 并且和疾病做了关联 。
研究同时给出鉴定罕见突变的方法 , 可用于对个人基因组的解释和罕见突变的发现 , 为研究罕见突变的基因功能、提高疾病检测能力提供了有力手段 。
试图揭示不同器官中端粒长短规律
端粒是染色体的末端 。 由于端粒的长度反映细胞复制史及复制潜能 , 它被称作细胞寿命的“有丝分裂钟” 。
端粒长短的变化被认为是人体走向衰老走近死亡的“钟摆声” 。
迄今为止 , 端粒长度的差异还从没被精确测量 , 尤其在人类不同器官中 , 端粒长短的规律是什么 , 还摸不着头绪 。
GTEx计划首次进行了系统的测量 。 更重要的是 , 研究者找到一种“标尺”——由于血细胞中端粒最短 , 其端粒长度能够作为其他器官端粒长度的参考 。
系列论文之一的《人类组织中端粒长度的决定性因素》表明 , 研究者测量了952例捐献者的25种以上组织中的相对端粒长度 。 使用多因子定量分析技术(也叫Luminex分析法)对639个独特组织样本的端粒长度进行了测量 , 生成了最大的可共享数据集 。
测量之后 , 研究团队将数据与GTEx供体特征、遗传变异和组织特异性表达的数据相结合 , 使用模型分析 , 希望寻找端粒长短的变化究竟与哪些因素相关 。 最终发现 , 组织类型、供体年龄影响最大 , 而吸烟与否竟然也会对端粒长度有微调 。
在检测的不同组织中 , 端粒长度在血液中检测的最短 , 在睾丸组织中测出的最长 。 在大多数组织中 , 端粒长度与年龄呈负相关 , 年龄越大端粒越短 。 研究还表明 , 基于祖先的端粒长度差异存在于生殖细胞中 , 并传递给受精卵 。
作为人类基因组计划的“续篇” , GTEx计划不负众望 , 揭示了很多重要谜团 , 积攒了更多数据 , 也开发了更有效的方法 。
重大生命科学计划的间接影响力是巨大的 , 例如人类基因组计划大大推动了测序效率 , 使得全基因组测序速度一快再快 , 成本一降再降 。
GTEx计划的突破 , 其实更像为生命之谜这块“硬骨头”切开一个个口子 , 更大、更深的重要探索将吸引更多目光和研究的聚集 , 为人类“揭秘自我”积攒更多人气和经验值 。
也难怪有研究者预测 , 随着GTEx项目继续深入开展 , 评价基因调控效应在疾病变化和不同环境中的差异将会获得依据 , 有助于推动精准医学研究计划目标的实现 。