主要进展能够研究任何组织中的基因突变

这是第一次，在惠康桑格学院的科学家的长期技术挑战决议之后，科学家们能够研究任何人类组织的DNA的变化。新方法称为纳米序列测序（Nanoseq），可以研究人体组织中的遗传变化如何具有前所未有的准确性。

今天发表的研究自然代表了研究癌症和老化的主要进步。使用Nanoseq研究血液，结肠，脑和肌肉的样本，研究也挑战了这个想法细胞分裂是推动遗传变化的主要机制。新方法还预期允许研究人员研究致癌物质的作用健康的细胞，并更容易地做得更容易，直到现在才能更大。

我们身体中的组织由分开和非分裂组成细胞。干细胞在我们的一生中更新自己，并负责提供非分裂细胞以保持身体运行。我们身体中绝大多数细胞都是不分裂的或只是鸿沟。它们包括我们血液中的粒细胞，这些粒细胞每天在数十亿中生产，并且在大脑中的长时间生存，或者在大脑中的神经元生活得多。

遗传变化，称为细胞突变，在我们的细胞中发生。这是一个自然的过程，细胞每年获得约15-40个突变。大多数这些突变将是无害的，但其中一些可以在癌症的道路上开始一个细胞。

自二十世纪晚期的基因组测序的出现以来，癌症研究人员已经能够更好地了解癌症的形成以及如何通过研究肿瘤DNA中的细胞突变来治疗它们。近年来，新技术也使科学家能够研究突变干细胞摘自健康组织

但到目前为止，基因组测序尚未准确地研究非分裂细胞中的新突变，这意味着我们绝大多数细胞中的细胞突变都是不可能准确观察的。

在这项新研究中，维康桑格研究所的研究人员试图改进一种叫做双工测序的高级测序方法。该团队在双链序列数据中寻找错误，并意识到它们集中在DNA片段的末端，还有其他特征表明用于测序的DNA准备过程存在缺陷。

然后，它们对DNA制备方法进行了改进，例如使用特异性酶更清晰地切割DNA，以及改善的生物信息学方法。在四年的过程中，准确性得到改善，直到它们达到百万个DNA字母少于五个误差。

威康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)校友罗伯特·奥斯本(Robert Osborne)博士领导了该方法的开发，他说:“检测只存在于一个或几个细胞中的体细胞突变，在技术上具有极大的挑战性。”你必须在数千万个DNA字母中找到一个字母的变化，而以前的测序方法根本不够精确。因为NanoSeq每10亿个DNA字母中只有几个错误，我们现在能够准确地研究任何组织中的体细胞突变。”

该团队利用Nanoseq的提高敏感性来比较两者中突变的率和模式干细胞在几种人类组织类型中的非分配细胞。

令人惊讶的是，对血细胞的分析发现，在缓慢分裂的干细胞和快速分裂的祖细胞中存在类似数量的突变2。这表明细胞分裂不是导致血细胞突变的主要过程。对未分裂的神经元和很少分裂的肌肉细胞的分析也揭示了这一点突变在没有细胞分裂的细胞中积累，并以与血液中细胞相似的速度。

来自Wellcome Sanger Institute的论文第一作者Federico Abascal博士说：“通常认为细胞分裂是发生的主要因素体细胞突变，随着更多的部门创建更多的突变。但我们的分析发现，血液细胞分为多次，比其他次数为相同的突变率和模式。这改变了我们如何考虑诱变并表明除了其他生物机制细胞分裂是关键。”

观察所有细胞突变的能力为癌症和老化的新的研究途径开辟了新的研究途径，例如研究烟草或阳光暴露等已知致癌物质的影响，以及发现新的致癌物质。这些研究可以大大改善我们对生活方式和暴露对致癌的理解可以导致癌症的理解。

纳米方法的进一步益处是可以收集样品的相对容易性。不能采取组织的活组织检查，细胞可以非侵入地收集细胞，例如通过刮擦皮肤或擦拭喉部。

来自维康桑格研究所的Inigo Martincorena博士是这篇论文的资深作者，他说:“在这项研究中小规模应用NanoSeq已经让我们重新考虑我们对诱变的认识，这是令人兴奋的。NanoSeq还将使更容易、更便宜、更少侵入性地研究更大规模的体细胞突变。现在，我们可以研究数百名患者的样本并进行观察，而不是分析来自少数患者的活组织切片，只能观察干细胞或肿瘤组织体细胞突变在任何组织中。“

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