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休斯顿德克萨斯大学健康科学中心(UT Health)的科学家为实现精准医疗做出贡献,他们通过对人类的全部外显子组进行测序进来评估慢性疾病的风险及药物效力。关于此主题的研究结果于周一发表于《自然遗传学》(Nature Genetics)。
多年以来,科学家一直都在使用一种名为“基因敲除小鼠”的方法,通过这种方法他们可以沉默小鼠的一个基因然后观察对小鼠的影响进而研究基因功能。现在,UT Health的科学家这在使用新的方法来研究 “基因敲除人” 的自发变化。
相比在实验室从遗传角度设计人类基因突变,UT Health的研究者观察了来自生活在美国的非遗美国人和欧裔美国人的8554个外显子组,基因组中编码蛋白质的部分,来观察沉默某个基因后自发的变化。一个典型的外显子组含有许多这些失去功能的基因的变种。
研究第一作者、人类遗传学中心和UT Health公共卫生学院人类遗传学和环境科学流行病教授兼系主任Eric Boerwinkle说:“多年前,我们发现敲除一个基因产生的突变可以下调你的胆固醇。这可以转化成对胆固醇有所帮助的药物。那仅仅是一个基因。现在我们在测序许多人去观察人群在我们身体的什么地方丢失了基因的功能。”
这项研究的参加者是社区动脉粥样硬化(ARIC)的一部分,一项由国家心脏、肺和血液研究所(NHLBI)实施的研究。该团体的20种与慢性病相关的表型被检测,包括血钙水平、三酰甘油水平、血压和胆固醇。
通过观察某些突变是如何影响健康的,研究者可以识别基因和疾病间的8种新关系,并证实了基因变种PCSK9和低血浆胆固醇水平和低心脏疾病风险已确定的关系。
发现TXNDC5基因的杂合子形式是和1型糖尿病的进展及高空腹血糖水平相关的。C1QTNF8的隐形形式是和高血钙水平相关的,有SEPT10突变的参与者的肺功能显著下降。
Boerwinkle说:“某些基因的失能变种,比如TXNDC5可能使个体容易患病。需要有更多的研究去确定这些新发现的相关关系的确切机制。”
Journal Reference:
1. Alexander H Li, Alanna C Morrison, Christie Kovar, L Adrienne Cupples, Jennifer A Brody, Linda M Polfus, Bing Yu, Ginger Metcalf, Donna Muzny, Narayanan Veeraraghavan, Xiaoming Liu, Thomas Lumley, Thomas H Mosley, Richard A Gibbs, Eric Boerwinkle. Analysis of loss-of-function variants and 20 risk factor phenotypes in 8,554 individuals identifies loci influencing chronic disease. Nature Genetics, 2015; DOI: 10.1038/ng.3270