基因是否表達，做個cfDNA全基因組測序就可揭曉

　　8月29日，《Nature Genetics》雜志上的研究表明，血循環游離DNA（cfDNA）可提供線索來預測基因的表達。

　　全基因組測序就能知道基因是否表達

　　基因表達(gene expression)是指細胞在生命過程中，把儲存在DNA順序中的遺傳信息經過轉錄和翻譯，最后轉變成具有生物活性的蛋白質分子的過程。檢測基因表達水平，就是定性或定量地檢測該基因表達產物，最常用的方法有半定量RT-PCR、熒光定量PCR、Northern blotting等。如今，科學家發現，通過cfDNA的全基因組測序可推測基因是否表達。

　　奧地利的研究人員通過cfDNA的讀長深度模式（read depth patterns）開發出了檢測基因表達的方法。該方法建立在上百個健康個體血液樣本的數據基礎之上，并應用到了上百個癌癥轉移患者的樣本中。

　　本文資深作者，奧地利格拉茨醫科大學人類遺傳學研究員Michael Speicher寫到，“我們利用全基因組測序數據來判斷基因的表達情況，為理解釋放cfDNA的細胞提供了新見解，因此也擴展了現有的cfDNA分析方法。”

　　研究小組指出，漂浮在血液中的大部分cfDNA包含了凋亡細胞的遺傳物質，例如核小體中仍與蛋白質復合物相配對的DNA。因此，研究小組推斷或許能通過cfDNA的讀長深度來揭示與基因轉錄活性相關的核小體蹤跡。

　　研究人員特別指出，微球菌核酸酶（MNase）試驗揭示基因中轉錄起始位點上游，無核小體DNA也可被轉錄。基于此，他們首先探討能否在cfDNA中檢測到未被核小體占據的啟動子區域，如果可能，那么這些標記是否能反映基因表達譜。對此，研究小組擴大了分析范圍，以尋找癌癥患者血液中能揭示癌癥驅動基因的表達譜。

　　從來自50名健康男性和54名健康女性的179份血液樣本中，研究人員利用Illumina的Miseq和Nextseq平臺進行末端配對測序，以識別血漿中與核小體相關的細胞核DNA，生成的單端測序數據可用來評估轉錄起始位點附近的讀長深度模式，同時他們還參考現有的MNase圖以及ENCODE和FANTOM5項目的基因表達數據。這些信息反過來可用于開發基于cfDNA讀長深度的預測基因表達的算法。

　　通過對兩個乳腺癌患者的血循環游離DNA進行全基因組測序，研究人員獲得了基因表達譜和拷貝數目，所獲數據與原發腫瘤樣本的RNA測序數據相一致。隨后，研究人員利用同樣的方法研究了其他癌癥患者426份血液樣本的基因表達和拷貝數圖譜，患者種類包括轉移性結直腸癌、乳腺癌、肺癌或前列腺癌。

　　研究人員指出，該方法對捕獲癌癥驅動基因（包括表達和拷貝數目）似乎特別有前景，但不但適用于評估微小殘留病環境中的循環腫瘤DNA。