13:27 2023-03-27 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cercetătorii aplică o abordare de lungă durată pentru a afla mai multe despre mutațiile ADN și cancer

_ Cercetătorii aplică un termen lung - Citiți abordarea pentru a afla mai multe despre mutațiile ADN și cancer

Așa cum o lanternă aruncă un fascicul mai larg decât cea mai strălucitoare lumânare atunci când mergeți de-a lungul unui traseu întunecat, la fel și secvențierea genomică citită îndelung pare să clarifice o rază mai largă imaginea genomică a mutațiilor ADN-ului decât secvențierea cu citire scurtă.

Noua cercetare EMBL, publicată recent în Cell Genomics, indică faptul că secvențierea genomică cu citire lungă poate dezvălui modele importante de rearanjare structurală cromozomială. care anterior eludase secvențierea de citire scurtă mai predominantă folosită în genomica cancerului.

O colaborare condusă de EMBL Heidelberg, Centrul German de Cercetare a Cancerului (DKFZ) și cercetătorii EMBL-EBI au aplicat noi tehnologii pentru valorifică secvențierea de citire lungă într-un mod care ar putea fi aplicat în mediile clinice.

Oamenii de știință au explorat mult timp peisajul mutațional s de cancer folosind în principal secvențierea genomică cu citire scurtă. Tehnologia de secvențiere a genomului cu citire scurtă are un randament mare, dar poate genera doar multe segmente scurte de ADN, pe care cercetătorii le pun împreună pentru a identifica mutațiile genomului folosind instrumente de calcul.

Cercetătorii au bănuit, totuși, că această abordare a lăsat unele modele de mutație nedetectate. Acesta este motivul pentru care au căutat metode mai bune pentru a analiza efectele variațiilor structurale somatice (SSV) asupra funcției celulare. Aceste SSV sunt rearanjamente ale secțiunilor mari de ADN (de exemplu, ștergeri, dublări etc.) despre care se știe că sunt asociate cu majoritatea mutațiilor care cauzează cancer.

Metode mai noi de secvențiere cu citire lungă (cum ar fi Oxford Nanopore). utilizate în această cercetare EMBL) oferă potențial o modalitate de a detecta mutațiile în genomii cancerului într-un mod mai bun. Secvențierea Nanopore permite cercetătorilor să efectueze secvențierea în timp real a fragmentelor lungi de ADN sau ARN. Funcționează prin monitorizarea modificărilor unui curent electric pe măsură ce acizii nucleici - blocurile de construcție ale ADN-ului și ARN - sunt trecuți printr-un nanopor proteic. Semnalul rezultat este decodificat computațional pentru a da secvența specifică de ADN sau ARN.

Echipamentul pentru secvențierea cu citire lungă este mai mic, mai rapid și poate citi catene de ADN mai lungi în comparație cu secvențierea cu citire scurtă. Deci, ca un puzzle cu mai puține piese, mai mari, secvențele sunt mai ușor de asamblat. În plus, poate permite cercetătorilor să înțeleagă schimbările aduse epigenomului în cancer.

„Știam că nu obținem o imagine completă, folosind secvențierea cu citire scurtă”, a spus Tobias Rausch, bioinformatician senior în Korbel. grup de cercetare de la EMBL Heidelberg și autor principal al lucrării Cell Genomics. „Tehnologia este acum într-un punct în care putem folosi cu adevărat secvențierea de citire lungă și descoperim ceea ce lipsea.”

Utilizarea celulelor dintr-un singur meduloblastom — o tumoare primară a creierului din copilărie, colectată la diagnostic și după tratament. , cercetătorii au reușit să folosească noi metode de analiză a secvenței de citire lungă pentru a identifica un model mutațional nou care duce la rearanjarea secțiunilor mai lungi din genom, pe care apoi au putut să o confirme în alte tipuri de cancer.

„De la început, am înțeles că dezvoltarea metodelor trebuie să fie o parte esențială a muncii noastre”, a spus Rausch. „Cum putem folosi cel mai bine secvențierea cu citire lungă într-o situație genomică a cancerului? Livrarea metodelor a fost o parte importantă a acestui proiect și au rezultat o serie de instrumente care, sperăm, vor fi utile pentru comunitatea mai largă.”

Cu toate acestea, dincolo de doar metodologie, oamenii de știință au reușit să identifice și să numească un model destul de complex despre care cred că este legat de o anumită formă de mutație a genomului cancerului, în special în liposarcom, un cancer rar, dar uneori fatal, cunoscut pentru având adesea un genom extrem de instabil. Anterior, acest model a fost nedetectat cu secvențierea cu citire scurtă.

„Nu este prea surprinzător să vezi un model de mutații în secvențierea genomică, dar să faci asta doar cu o singură probă și să fie ceva ce oamenii nu au văzut înainte, a fost destul de izbitor”, a spus. Jan Korbel, care conduce grupul de cercetare EMBL din care face parte Rausch. „Dar asta se datorează și faptului că secvențierea cu citire scurtă nu le-a putut pune împreună. Acum, suntem capabili să observăm astfel de rearanjamente complexe și să vedem de fapt structura lor internă.”

O parte importantă a procesului de cercetare s-a bazat pe colaborând în cadrul EMBL. Acestea au inclus colegii de la GeneCore, care furnizează o parte din secvențierea propriu-zisă, după ce a discutat cu colaboratorii pentru a selecta abordarea potrivită, precum și Institutul European de Bioinformatică al EMBL din Hinxton, Regatul Unit, care a oferit expertiză în ceea ce privește secvențierea Oxford Nanopore.

Pentru grupul Korbel, o discuție cu colegii de la EMBL-EBI pentru a lucra împreună la acest proiect a început în urmă cu aproape cinci ani, dar a putut fi realizată doar atunci când tehnologia s-a maturizat suficient pentru ca ei să-și pună în aplicare viziunea științifică cu această lungă durată. abordarea de citire și instrumentele ulterioare de analiză.

„Secvențierea cu citire lungă oferă o nouă modalitate de a vedea informațiile genomului — atât în ​​variația structurală, cât și în modificările ADN-ului, cum ar fi metilarea”, a declarat Ewan Birney, director general adjunct al EMBL, Joint. Director al EMBL-EBI și unul dintre liderii grupului de cercetare care colaborează la acest proiect. „Este minunat să vezi că acest nou proces mutațional este iluminat de această nouă tehnologie.”

De asemenea, colaborarea cu DKFZ a ajutat nu numai la obținerea de mostre de țesut, ci a adus perspective biologice importante în lucrare.

După ce au identificat un model mutațional, dar într-un singur eșantion, cercetătorii realizează necesitatea unor studii de urmărire cu cohorte mai mari pentru a înțelege mai bine modelul și pentru a determina dacă este relevant din punct de vedere clinic. În acest moment, există foarte puține mostre studiate cu secvențierea genomică cu citire lungă.

„Există într-adevăr o mulțime de entuziasm acum pentru secvențierea cu citire lungă”, a spus Korbel. „Avem deja planuri de a ne continua munca la o scară mai mare și, cu această activitate, ne vom baza din nou pe colaborările pe care le-am început – unele dintre ele pilotează acum modalități de aplicare a acestei secvențieri de lungă durată în cadrul clinic. unde, în general, pacienții tind să aibă rate de supraviețuire mai mari atunci când a fost implicată secvențierea.”

(Fluierul)

Inapoi