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读取体外受精胚胎的完整基因组

科学
wanwan (42055)发表于 2022年03月22日 18时18分 星期二
来自达尔文电波
加利福尼亚公司 MyOme 表示,它可以破译通过体外受精(IVF)产生的、几天大胚胎的几乎所有的 DNA 编码——这是一项具有挑战性的壮举,因为可供分析的遗传物质数量非常少。这一进展有赖于对父母双方 DNA 的全面测序,并在这些数据的帮助下“重建”胚胎的基因组。该公司表示,它可以预测几十年后患上常见疾病的风险。目前这种遗传风险预测正在成年人中进行测试,有时会在临床提供。将其应用于体外受精胚胎的想法引发了激烈的科学和伦理争议,但这并没有阻止这项技术飞速发展。

通过将这种遗传变异性和所谓的“多基因风险评分”结合起来,预测一个人患上特定疾病的几率的做法仍然在成年人中进行研究,部分的原因是我们对基因变异是如何共同推动或者预防疾病的理解仍然在摸索之中。研究人员表示,在胚胎中,更难证明风险评分的准确性。MyOme CEO Premal Shah 表示,对体外受精胚胎的多基因风险评分的新工作是“探索性研究”。在《自然医学》期刊上,由公司联合创始人和科学家 Matthew Rabinowitz 和 Akash Kumar 等领导的 MyOme 团队描述了通过首先对 10 对接受体外受精并生过孩子的父母进行基因组测序创建评分。研究人员随后使用了在体外受精过程中收集的数据:这些夫妇的胚胎,总共 110 个,当时接受了有限的基因测试,一种细胞的点测序,被称为微阵列测量。这种分析可检测染色体数量异常、某些遗传疾病和大块 DNA 的重新排列,日益普遍成为美国体外受精治疗的一部分。通过将这些不完整的胚胎数据和更完整的亲本基因组序列相结合,应用统计学和群体基因组学技术,研究人员可解释生殖过程中发生的基因改组,并计算每个亲本传递给每个胚胎的染色体。通过这种方式,他们可以预测胚胎的大部分 DNA。

研究人员用一个方便的方法查看他们的重建是否准确:检查这对夫妇的婴儿。他们收集了婴儿的脸颊拭子样本,对全基因组进行测序。然后他们将这个“真实序列”同孩子胚胎的重建基因组进行了比对。比对的结果显示:对于三天大的胚胎,至少有 96 %的重建基因组和婴儿的遗传基因变异一致;对于五天大的胚胎,这个比例至少有 98%。有了重建的胚胎基因组之后,研究人员就转向大量已发表的数据,这些数据来自大量患有或者不患有常见慢性病的成年人的基因组研究,以及从这些信息中得出的多基因风险评分模型。然后 MyOme将这些模型应用于胚胎,计算出 12 种疾病的多基因风险评分,包括乳腺癌、冠状动脉疾病和2型糖尿病等。该团队还尝试将重建的胚胎单基因序列(例如 BRCA1 和BRCA2,我们已经知道这些基因会显著增加某些疾病的风险)与胚胎的多基因风险评分结合起来,判断乳腺癌等疾病的风险。