任兵教授：发明测序分析新技术 为个性化医疗开辟道路

加州大学圣地亚哥医学院路德维希癌症研究中心的任兵（音译）领导的一支研究团队研发出的一项新技术能成功解决 DNA 测序领域的一个“疑难杂症”——确定某个特定的遗传序列来自母亲还是父亲。最新研究将有助于科学家们更好地评估基因变异对疾病的影响，加速器官捐赠的匹配过程并帮助科学家们更好地理解人类的迁移模式。相关研究论文刊登在了近期出版的《自然·生物技术》杂志上。

任兵表示：“这项名为‘HaploSeq’的技术将帮助医生们更好地评估个人罹患某种疾病的风险，从而为个性化医疗开辟道路。现在，花费5000美元、一周时间就能获得个人基因组测序的结果。在并不遥远的未来，每个人的基因组都将被测序，但这个美好的场景中也有不和谐之音。除了性激素，其他每种激素都拥有两个副本：分别来自父亲和母亲。现有技术无法对每个基因的这两个副本进行区分，从而给遗传分析蒙上了阴影。”

任兵指出，结合了分子生物学和计算生物学方法的最新技术解决了这个问题。这一方法使研究人员能快速确定哪些遗传变异出现在同一个激素上，从而确定其来自父亲还是母亲。

研究人员将继续对这一技术进行深入研究。他们表示，这一技术的应用领域非常广泛。

首先，新技术有助于研究人员更好地评估某个人罹患某种疾病的风险，从而推进个性化用药的发展。另外，新技术或能帮助科学家们分析人类的迁移情况并通过 DNA 序列来帮助其“认祖归宗”。

任兵说：“从理论上讲，你可以将自己的 DNA 序列同邻居的 DNA 序列进行对比，并询问你们是否有共同的近亲。但新技术可以研究每个个体以及个体间的关系。一旦我们获得更多个体的数据，我们就能精确地确定他们之间的关系。另外，这一技术也将促进正在进行的国际人类基因组单体型图计划（简称 HapMap 计划）的发展。HapMap 计划的目的是确定和编目人类遗传的相似性和差异性。”

新技术的另一个优势在于，它建立在常用测序技术的基础上，因此，临床医生和研究人员很容易上手。（转化医学网360zhyx.com）


原文链接：

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Whole-genome haplotype reconstruction using proximity-ligation and shotgun sequencing


Rapid advances in high-throughput sequencing facilitate variant discovery and genotyping, but linking variants into a single haplotype remains challenging. Here we demonstrate HaploSeq, an approach for assembling chromosome-scale haplotypes by exploiting the existence of 'chromosome territories'. We use proximity ligation and sequencing to show that alleles on homologous chromosomes occupy distinct territories, and therefore this experimental protocol preferentially recovers physically linked DNA variants on a homolog. Computational analysis of such data sets allows for accurate (~99.5%) reconstruction of chromosome-spanning haplotypes for ~95% of alleles in hybrid mouse cells with 30× sequencing coverage. To resolve haplotypes for a human genome, which has a low density of variants, we coupled HaploSeq with local conditional phasing to obtain haplotypes for ~81% of alleles with ~98% accuracy from just 17× sequencing. Whereas methods based on proximity ligation were originally designed to investigate spatial organization of genomes, our results lend support for their use as a general tool for haplotyping.
来源：bio360