會誘發(fā)增加癌癥風(fēng)險的基因突變

近日，一項刊登在國際雜志BMC Cancer上的研究報告中，來自俄羅斯高等經(jīng)濟研究大學(xué)的科學(xué)家們通過研究利用機器學(xué)習(xí)技術(shù)鑒別出了兩種最常見的DNA結(jié)構(gòu)：莖環(huán)結(jié)構(gòu)（stem-loops）和四重結(jié)構(gòu)（quadruplexes），這兩種結(jié)構(gòu)會引發(fā)導(dǎo)致癌癥發(fā)生的基因組突變。

早在2000年時，研究人員就開發(fā)出了新一代的測序技術(shù)（NGS）來獲取DNA和RNA的核苷酸序列并進行研究，該技術(shù)能幫助研究者同時讀取數(shù)百萬個基因組區(qū)域（利用早期的測序技術(shù)也可以實現(xiàn)），如今科學(xué)家們能夠?qū)⑷祟惢蚪M（遺傳信息）記錄在一個大約3.2Gb的文本文件中。

研究者Maria Poptsova指出，癌癥是一種基因組疾病，當(dāng)我們對腫瘤組織中的基因組進行測序時，我們就能夠看到一系列不同的突變，這些突變有可能是點突變，也有可能是大規(guī)模的突變；比如，點突變會表現(xiàn)為單一核苷酸的消失或被另外一個核苷酸所替代；而大規(guī)模的突變則主要表現(xiàn)在部分基因組（從幾個到幾百萬個核苷酸不等）被剔除、逆轉(zhuǎn)、復(fù)制或插入到不同的基因組區(qū)域，由于這些重排，基因組斷點（genome breakpoints）就會出現(xiàn)。

文章中，研究者就利用機器學(xué)習(xí)的技術(shù)調(diào)查了上述兩種DNA二級結(jié)構(gòu)對基因組斷點的影響效應(yīng)，研究者發(fā)現(xiàn)，在10種癌癥類型超過2000個基因組中會出現(xiàn)大約50萬個基因組斷點，隨后研究者開始尋找這些基因組熱點區(qū)域，其被認(rèn)為是頻繁和反復(fù)重新排列的區(qū)域，換句話說，也就是風(fēng)險區(qū)域。研究者表示，似乎莖環(huán)結(jié)構(gòu)模型能夠較好地解釋血液、大腦、肝臟和前列腺癌的斷點熱點特性，而四重結(jié)構(gòu)則能夠較好地解釋骨骼、乳腺、卵巢、胰腺和皮膚癌的熱點特性。

斷點的出現(xiàn)或許并不能通過DNA的二級結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響來進行**解釋，但其所占的比例至少為20%-30%，研究者認(rèn)為，DNA的莖環(huán)結(jié)構(gòu)和四重結(jié)構(gòu)對斷點進化的影響或許依賴于組織的類型，而后者則能通過表觀遺傳學(xué)因素所確定。研究者Maria Poptsova說道，目前基因組上有多種生物標(biāo)志物能夠有效區(qū)分不同類型的組織，我們正在研究DNA二級結(jié)構(gòu)和表觀遺傳學(xué)標(biāo)志物之間的關(guān)聯(lián)，如今有研究人員已經(jīng)觀察到了DNA二級結(jié)構(gòu)和表觀遺傳學(xué)標(biāo)記對點突變的影響，因此本文中研究人員重點分析了斷點的熱點區(qū)域，同時**研究確定了上述兩種DNA二級結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響。

最后研究者表示，未來DNA的四重結(jié)構(gòu)或能用作開發(fā)新型療法的潛在靶點，如果藥物治療能夠使其更加穩(wěn)定的話，端粒酶或許就無法在癌細(xì)胞中發(fā)揮作用，這樣癌細(xì)胞就會變得非常脆弱了。