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北京,3月28日(科学日报)——来自几个美国科学研究机构的科学家团队在最近的《科学杂志》上发表了一篇论文,称他们已经使用了一种被称为“3D基因组组装”的突破性技术来组装传播寨卡病毒和西尼罗河病毒的两种蚊子的三条染色体。这种新方法不仅把从零开始组装基因组的时间从几年缩短到几天,而且大大降低了成本。预计需要数百万美元才能完成的创造人类基因组的项目将减少到不到1万美元。
基因组中有独特的碱基序列,但现有的测序工具只能测量碱基草图。破译这些碱基的特定序列或相互位置关系通常更加复杂和耗时,尤其是一些物种的基因组非常庞大,例如人类基因组有30亿个碱基对,小麦基因组有170亿个碱基,等等。以人类基因组测序为例,虽然绘制人类基因组草图花费了10年时间和数十亿美元,但由于每个人类基因组的特殊性,参考人类基因组草图来发现临床测序结果的差异往往会产生误导。
在拜耳医学院的领导下,莱斯大学、德克萨斯儿童医院和由麻省理工学院和哈佛大学组成的贝尔德研究所的研究小组几年前开发了一种实验方法,成功地确定了一个两米长的基因组是如何折叠成细胞核的。这一次,该团队在基因组折叠的指导下,利用短链DNA从零开始成功地重建了埃及伊蚊和致倦库蚊的染色体。
传播寨卡病毒的埃及伊蚊的基因草图早在10年前就绘制好了,但未知的关键细节阻碍了寨卡病毒爆发期间的研究进展。现在,三维基因组组装技术可以从零开始组装蚊子的整个基因组,这将有助于科学家采取更有效的措施来应对像寨卡这样的流行病。
新方法也适用于从零开始构建人类基因组。在现有的1000美元的基因组测序项目中,只有某些细胞内基因组可以被测序,其准确性令人严重怀疑。然而,要从零开始组装一个人的所有染色体,现有技术可能需要几年时间和数百万美元才能完成,而且几乎没有病人能负担得起。利用这次开发的新技术,从零开始组装病人的基因组几乎相当于进行核磁共振成像测试,花费不到1万美元。(记者聂)