纳米测序可用于研究不分裂细胞的基因突变

2022-11-24 13:01:14 文章来源:网络

这篇文章是从[科技日报]转来的

北京,5月5日(实习记者张嘉欣)英国威康桑格研究所的科学家们发明了一种名为纳米测序的新方法,这种方法可以研究人类组织中的基因变化是如何发生的,而且是迄今为止最精确的。这一结果是癌症和衰老研究的一个重大进展,发表在最新一期的自然杂志上。

人体内的组织由有丝分裂细胞和非有丝分裂细胞组成。干细胞在人的一生中不断更新,并负责提供不分裂的细胞来维持身体的运转。人体内绝大多数细胞是不分裂或很少分裂的,例如血液中的粒细胞,它们每天产生数十亿,寿命很短;大脑中的神经元寿命更长。

随着年龄的增长,人类细胞会发生基因变异,被称为体细胞突变。细胞每年有大约15到40个突变,这是一个自然过程。这些突变大多是无害的,但其中一些突变可能导致癌变。

近年来,新技术使科学家能够研究健康组织中干细胞的突变。但到目前为止,基因组测序还不足以研究未分裂细胞的新突变,这意味着体细胞的大多数突变无法被准确观察到。

在这项研究中,研究人员试图改进一种名为双链测序的高级测序方法,以寻找双链序列数据中的错误,并发现这些错误集中在dna片段的末尾。他们还改进了dna的制备过程,使用特定的酶来切割dna,从而使准确性不断提高,直到达到每10亿个dna字母中只有不到5个。

研究人员说,他们现在能够准确地研究任何组织中的体细胞突变。使用这种方法,他们比较了几种人类组织类型的干细胞和未分裂细胞的突变率和突变模式。对血细胞的分析发现,分裂缓慢的干细胞的突变数量与分裂速度较快的祖细胞相似。这表明细胞分裂并不是导致血细胞突变的主要机制。对不分裂神经元和很少分裂的肌肉细胞的分析也显示,在整个生命过程中,没有细胞分裂的细胞中的突变积累速度与血液中的细胞相似。

这篇论文的主要作者费德里科·阿巴斯·卡尔博士说:人们普遍认为细胞分裂是体细胞突变的主要原因,分裂次数越多,产生的突变就越多。然而,我们的分析表明,多次分裂的血细胞具有相同的突变率和突变模式。这改变了我们对突变的看法,表明除了细胞分裂外,其他生物学机制也是突变的关键。

他们还使用这种方法研究血液、结肠、大脑和肌肉样本,质疑细胞分裂是遗传变化的主要驱动力的观点。新方法为癌症和衰老研究开辟了新的途径,例如研究烟草或紫外线等已知致癌物对细胞的影响,发现新的致癌物等。这种研究可以加深人们对生活方式的选择和接触致癌物如何导致癌症的理解。

此外,该方法允许研究人员以非侵入性的方式收集组织样本,例如擦伤皮肤或擦拭喉咙。

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