新發現填補人類基因組圖譜空白 有助更好理解遺傳學與疾病的關聯

美國加州大學聖地亞哥分校（UCSD）的研究人員製作了一份人類基因組的單細胞染色質圖譜，確定了240種多基因特徵和與疾病特徵相關的細胞型別，並註釋了非編碼DNA變異的風險，有利於更好地理解遺傳學與疾病之間的聯絡。這一發現發表在12日的《細胞》雜誌線上版上。

此前，科學家在公佈最新的被稱為“生命之書”的人類基因組圖譜時稱，更為精確的計算表明，人類基因數量實際在2萬到2。5萬之間。然而，這個估計並不能真正解釋蛋白質編碼基因構建過程的確切工作方式，或者不適用於患有疾病的情況。

UCSD細胞和分子醫學教授、路德維希癌症研究所成員、表觀基因組學中心主任任兵（音譯）博士是DNA元素百科全書專案成員之一。他表示，人類基因組在20年前就已被測序，但解讀這本“生命之書”的意義仍然很有挑戰性。一個主要原因是，人類DNA序列中超過98%是非蛋白質編碼的，我們還沒有遺傳密碼來“解鎖”這些序列中嵌入的資訊。

DNA攜帶細胞的遺傳指令。染色質中的主要蛋白質，稱為組蛋白，有助於將DNA緊密包裝成適合細胞核的緊湊形式。染色質捆綁DNA方式的變化與DNA複製和基因表達有關。

在對小鼠進行研究後，任兵及其合作者將注意力轉向人類基因組中染色質的單細胞圖譜。他們對來自多個供體的30種成人組織型別中取樣的60多萬個人類細胞進行了分析，然後將這些資訊與來自15種胎兒組織型別的類似資料結合，揭示了222種不同細胞型別中約120萬個候選順式調控元件的染色質狀態。

順式調控元件是非編碼DNA區域，調節相鄰基因的轉錄。過去十年的研究已經證實，非編碼DNA的序列變異是人類群體中多基因特徵和疾病的關鍵驅動因素，如糖尿病、阿爾茨海默氏症和自身免疫性疾病。然而，解鎖非編碼DNA變異功能的一個主要障礙是缺乏人類基因組中轉錄調控元件的細胞型別特異性圖譜，而新圖譜填補了這一空白。

文/科技日報記者 張佳欣

編輯/範輝