2020/09/09
在发表于自然界，一个国际研究团队已经表明，短重复DNA序列，称为串联重复序列，当扩展时，可以在自闭症谱系障碍（ASD）中发挥重要作用病童医院在多伦多，这项研究主要利用Illumina仪器的数据研究了数千人的基因组，并首次表明，许多不同的串联重复扩增可导致ASD。
Illumina研究和技术开发高级首席科学家、论文合著者迈克尔·埃伯勒博士说：“这项研究表明，我们可以在大型关联研究中寻找这些重复扩展，并找到以前被忽视的变异。”。“我们在Illumina的任务之一是开发用于此类研究的软件。在今年早些时候发表的另一篇论文中描述了这一点，我们创建了一个名为扩展猎人诺沃，它在全基因组测序数据中搜索扩展的重复序列。”
串联重复序列是两个或两个以上的DNA碱基对按顺序重复，其扩展形式长期以来与亨廷顿病、ALS和大约40种其他疾病有关。然而，这些是所谓的孟德尔疾病，由单个基因突变引起。在这项研究之前，人们对这些类型的突变的作用知之甚少可能患有复杂疾病，如自闭症。
为了补充这些信息，研究人员研究了17000多个基因组，包括自闭症家庭和人口控制组。通过使用ExpansionHunter Denovo和一种新的分析管道对全基因组序列数据进行比较，研究小组发现近2600个基因组区域中的重复扩增在ASD人群中比对照组更常见。其中许多是在与神经系统发育相关的基因中发现的，正如人们对自闭症这样的大脑疾病所期望的那样。
“这些发现表明，多达2.6%的ASD风险可能是由重复扩张造成的，”Eberle说，“这大约等于先前已知的ASD基因贡献。”从头突变。”
因为这些扩展与参考基因组几乎没有相似之处，所以标准生物信息学算法常常忽略它们。研究人员设计的新方法，包括ExpansionHunter Denovo，使他们能够突出这些突变，并更好地了解它们可能如何导致ASD。
ExpansionHunter Denovo最初设计用于检测罕见和未诊断基因疾病中的串联重复扩增，但在复杂性状研究中发现了新的应用。Eberle指出，该软件可以检测到150个碱基对或更大的重复扩展。进一步的技术改进可能会产生更多的信息。
“在这项研究中，我们寻找了极端的突变事件，并发现了一个强烈的信号，”埃伯勒说。“它确实揭示了一个观点，即较短的扩展，例如60个碱基对或更少，也可能与ASD或其他情况有关。”
这项研究也消除了先前的疑问，即短读测序可以准确地识别重复扩增。事实上，出于成本的原因，短读技术可能为在大量人群中发现这些改变提供了前进的道路。
“这个工具使我们能够为这些信号挖掘成千上万的基因组，”埃伯勒说。“我们无法用其他技术实现这一点，因为它们无法产生如此高的吞吐量。”
