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2011值得關注的技術:功能基因組資源

日期:2012-01-05 08:39:20

Nature Methods》盤點2011年度技術,選出了最受關注的技術成果:人工核酸酶介導的基因組編輯(genome editing with engineered nucleases)技術。

 

除了進一步編輯以外,《Nature Methods》也整理出了2011年最值得關注的幾項技術,分別為:單細胞技術(Single-cell methods)、功能基因組資源(Functional genomic resources)、糖蛋白組學(Glycoproteomics)、單倍體因果突變(Causal mutations in a haploid landscape)、單層光生物成像(Imaging life with thin sheets of light)、非模式生物(Nonmodel organisms)、光基礎電生理學(Light-based electrophysiology)和RNA結構(RNA structures )。

 

所謂功能基因組資源(Functional genomic resources)就是指對模式生物基因組資源的總結,包括人、果蠅、線蟲、酵母、大鼠、小鼠、斑馬魚、擬南芥菜、水稻等模式生物。而這里尤其指向的是小鼠這一模式生物全基因組水平的操控,以及其具體基因表型的分析技術。

 

隨著測序技術以及功能注釋的快速發展,科學家們現在掌握了所有小鼠基因的序列信息,不過還缺少對這超過兩萬個基因實際功能的全面整體了解。要完成這項任務,不能以單層次的方式,因此幾年前小鼠研究協會就開始了大規模的嘗試,在國際小鼠敲除研究聯盟的幫助下匯集多方資源。其目標就是在一個近交系小鼠:C57BL/6中完成每個蛋白編碼基因的突變,并產生胚胎干細胞和小鼠品系,用于科學研究。

 

2011年這項研究取得了極大的進展,研究工具獲得了大范圍延展,比如來自Sanger研究院的研究人員創建了條件型敲除等位基因,獲得了一種能大批量產生基因突變的新方法。在這篇題為“A conditional knockout resource for the genome-wide study of mouse gene function”的文章中,研究人員在C57BL/6胚胎干細胞系中生成了數以千計的條件突變,適合為進行大規模基因表現型分析的研究工作培育突變小鼠。這種高通量的基因定位方法也適用于大鼠和人的干細胞,為確定由哺乳動物基因組編碼的所有基因的功能提供新平臺。

 

除此之外,一些集團,比如歐洲小鼠疾病臨床研究集團(European Mouse Disease Clinic,生物通譯)就在國際小鼠敲除研究聯盟的不同小鼠品系中,進行了標準表型實驗,不久之后科學家們就能獲得近交系小鼠基因功能數據,下一步就是大鼠,這些數據將有利于我們更加深入的分析基因功能,以及疾病中這些基因的具體作用。

 

17個關鍵小鼠基因組

 

來自英國牛津大學,劍橋大學韋爾科姆基金會桑格學院等處的研究人員完成了17個關鍵小鼠基因組的測序工作,為了解功能變異體的分子性質以及實驗鼠的系統發生史提出了新見解,這些數據將是新一代功能分析的一個重要資源。

 

研究人員對來自17個關鍵小鼠基因組(包括大多數常用的內交品系和它們的先祖)的序列進行了分析,發現了廣泛的基因變異,為了解功能變異體的分子性質以及實驗鼠的系統發生史提供了見解。這些數據將是新一代功能分析的一個重要資源。

 

另外一篇文章,研究人員描述了13個經典內交小鼠品系和4個野生型內交小鼠品系基因組中結構變異體的情況,并將它們當中的很多以堿基對的分辨率進行了定位。盡管它們普遍存在,但結構變異體被發現對表現型變異的影響相對較小。


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