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新的九州娛樂城服務人員可以仔細查看基因組以前無法進入的區域

DNA重複序列的擴增非常難以分析。柏林馬克斯·普朗克分子遺傳學研究所的研究人員開發的一種方法可以詳細查看基因組中這些以前無法到達的區域。它結合了納米孔測序,幹細胞和CRISPR-Cas技術。該方法可以改善未來各種先天性疾病和癌症的診斷。

基因組的大部分由單調區域組成,其中基因組的短片段重複數百或數千次。但是,這些“ DNA重複序列”在錯誤位置的擴增會產生嚴重後果,例如對於脆性X綜合徵患者而言,脆性X綜合徵是人類認知障礙最常見的遺傳原因之一。大發網芒。但是,這些重複區域仍被視為未知領域,即使採用現代方法也無法對其進行適當檢查。

柏林馬克斯·普朗克分子遺傳學研究所的弗朗茲·捕 魚 達人-大型 機 台 打 魚 完美移植約瑟夫·穆勒和基爾的石勒蘇益格-荷爾斯泰因大學醫院組成的研究小組最近闡明了這個難以進入的基因組區域。 Müller的團隊是第一個成功確定源自患者的干細胞培養物中基因組串聯重複序列長度的團隊。研究人員還通過掃描單個DNA分子獲得了有關重複序列表觀遺傳狀態的數據。該方法基於納米孔測序和CRISPR-Cas技術,為研究重複的基因組區域和快速準確的基因分析打開了大門。娛樂城app多種疾病的診斷。

X染色體上的基因缺陷

在脆性X綜合徵中,重複序列已在X染色體上的一個名為FMR1的基因中擴展。 Müller說:“細胞識別出重複區域,並通過將甲基連接到DNA來關閉它。”這些小的化學變化具有表觀遺傳效應,因為它們使基礎遺傳信息保持完整。 Müller解釋說:“不幸的是,表觀遺傳標記擴散到了整個基因,然後被完全關閉。”已知該基因對於正常的大腦發育至關重要。他指出:“沒有FMR1基因,我們會看到嚴重的發育遲緩導致不同程度的智力殘疾或自閉症。”

在大多數情況下,女性個體受疾病影響較小,因為94大發網-娛樂城推薦突出區通常僅位於兩個X染色體之一上。由於未改變的基因的第二個副本沒有在表觀遺傳上發生改變,因此它能夠彌補遺傳缺陷。相比之下,男性只有一個X染色體和一個受影響基因的副本,並顯示出完整的臨床症狀。該綜合徵是由短串聯重複序列擴展引起的約30種疾病之一。

短串聯重複序列的首次精確定位

在這項研究中,Müller和他的團隊研究了源自患者組織的干細胞的基因組。他妞妞怎麼贏們能夠確定重複區域的長度及其表觀遺傳特徵,這是傳統測序方法無法實現的壯舉。研究人員還發現,即使在單個患者的細胞之間,重複區域的長度也會有很大的差異。

研究人員還用源自患者的細胞測試了其過程,該細胞在C9orf72基因的兩個拷貝之一中包含一個擴展的重複序列。這種突變導致額顳葉最常見的單基因病因之一贏家娛樂城mentia和肌萎縮性側索硬化症。 “我們是第一個繪製整個表觀基因的人完美娛樂城Müller說,在單個實驗中擴展和不變的重複區域的動力學原理。此外,DNA分子上的目標區域在物理上仍保持完全不變。“我們開發了一種獨特的方法來分析單個分子和分析我們最黑暗的區域基因組-這就是讓我如此激動的原因。”

微小的毛孔可掃描單個分子

“涉及高度重複的DNA序列的常規方法受到限制。更不用說無法同時檢測到重複序列的表觀遺傳特性,”該出版物的第一作者之一BjörnBrändl說。這就是為什麼科學家使用納米孔測序技術來分析這些區域的原因。 DNA片段化,每條鏈穿過矽芯片上的一百個小孔(“納米孔”)之一。同時,帶電粒子流過孔並產生電流。當DNA分子穿過這些孔之一時,電流會根據DNA的化學性質而變化。電信號的這些波動足以使計算機重建遺傳序列和表觀遺傳化學標記。這個過程發生在每個孔,因此在每條DNA鏈上。

基因組編輯工具和生物如何算出你的偏財運信息學闡明了“暗物質”

常規測序方法可分析患者的整個基因組。現在,科學家們設計了一種選擇性觀察特定區域的過程。 Brändl使用CRISPR-Cas系統從包含重複區域的基因組中切割出DNA片段。這些片段經過幾個中間處理步驟,然後被漏斗到測序芯片的孔中。

生物信息學家Pay Giesselmann說:“如果我們不以這種方式對分子進行預分選,那麼它們的信號將被其餘基因組的噪音淹沒。”他必須開發一種專門用於解釋重複序列產生的電信號的算法:“大多數算法都失敗了,因為它們不希望重複序列的規則模式出現。”儘管吉斯曼的程序“ STRique”不能確定基因序列本身,但它可以高精度地計算序列重複的次數。該程序可從互聯網上免費獲得。

在研究和臨床上有許多潛在的應用

“借助CRISPR-Cas系統和我們的算法,我們可以檢查基因組的任何部分,尤其是那些使用常規方法很難檢查的區域,”負責該項目的Müller說。 “我們創造了使每個研究人員都能探索基因組暗物質的工具,”穆勒說。他認為基礎研究具有巨大潛力。 “有證據表明,重複序列在神經系統發育過程中會增加,我們希望對此進行仔細研究。”

醫師還設想了在臨床診斷中的許多應用。畢竟,重複區域參與了癌症的發展,新方法相對便宜且快速。 Müller決心將手術提高到一個新水平:“我們非常接近臨床應用。”

參考:Giesselmann等。 2019.使用納米孔測序分析短串聯重複序列擴增及其甲基化狀態。 自然生物技術。 DOI:https://doi.org/10.1038/s41587-019-0293-x。 

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