Cell：癌症基因组中的结构变异比我们想象的更复杂
来源：中检健康
编辑：中检健康
时间：2020-10-09
癌症基因组通常包含了数百个体细胞DNA重排，有些是简单的结构变异，比如缺失和易位，有些则是复杂的结构变异，如染色体碎裂。然而，有些结构变异却无法归到其中一类。
近日，威尔·康奈尔医学院、博德研究所和丹娜-法伯癌症研究所等机构的研究人员利用一种新颖的基因组分析方法，重点研究了数千个肿瘤全基因组序列，在癌症基因组中发现了一些新的复杂基因组重排。
这项成果于10月1日发表在《Cell》杂志上。文章的通讯作者、威尔·康奈尔医学院的Marcin Imielinski及其同事在文中写道：“根据基因组图谱的特征对肿瘤进行聚类，我们鉴定出与DNA修复缺陷和预后不良有关的特征。”
近日，威尔·康奈尔医学院、博德研究所和丹娜-法伯癌症研究所等机构的研究人员利用一种新颖的基因组分析方法，重点研究了数千个肿瘤全基因组序列，在癌症基因组中发现了一些新的复杂基因组重排。
这项成果于10月1日发表在《Cell》杂志上。文章的通讯作者、威尔·康奈尔医学院的Marcin Imielinski及其同事在文中写道：“根据基因组图谱的特征对肿瘤进行聚类，我们鉴定出与DNA修复缺陷和预后不良有关的特征。”
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研究人员对近2,800个新的和之前报告的肿瘤全基因组序列进行分析，这些样本覆盖31种癌症类型。他们提出了一种称为连接平衡分析（JaBbA）的计算策略，试图根据肿瘤的“连接拷贝数（JCN）”图谱来搜索结构变异。
随后他们发现了三种主要类型的结构变异，分别称为“rigma”、“pyrgo”和“tyfona”重排。其中rigma是脆弱位点的缺失“裂谷”；pyrgo是与超级增强子相关的“塔形”重复；而tyfona一词则来源于“台风”，指的是扩增的折叠倒位。
研究人员表示，这些改变发生在各种类型的癌症中，影响了肿瘤基因组的大部分。Imielinski解释说：“这就像我撕下了一本书第三章的一部分，复印了五次，然后将其粘贴到第二章的中间，再把整个内容打乱，分散到这本书的最后十章中。这就是我们正在鉴定的各种改变。”
例如，他们从胃肠道肿瘤中发现了具有代表性的rigma结构变异，这些变异似乎在肿瘤演化的早期就出现了。此外，他们发现，乳腺癌和卵巢癌似乎更容易发生pyrgo改变，而tyfona变异经常出现在黑色素瘤中。
之后，他们对一个已知携带tyfona结构变异的小细胞肺癌细胞系开展后续分析。他们结合短读长序列、光学图谱分析、Hi-C三维互作图谱分析、荧光原位杂交、RNA序列以及其他数据，对这些结构改变及同时发生的突变进行更深入地观察。
研究人员表示，他们正将这种结构变异检测策略应用于癌症病例，并希望这种方法在临床和科研实验室中得到更广泛的应用。
作者总结道：“对超过10,000个癌症基因组进行大型的荟萃分析，这有助于将基因组的新颖拓扑特征与临床变量联系起来，包括治疗反应。未来，人们有望去研究急性黑色素瘤中tyfona的存在与免疫检查点抑制剂的疗效有何关系。”（生物通 薄荷）
参考文献：Distinct Classes of Complex Structural Variation Uncovered across Thousands of Cancer Genome Graphs. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.08.006
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