新發現填補人類基因組圖譜空白

科技日報北京11月15日電 （實習記者張佳欣）美國加州大學聖地亞哥分校（UCSD）的研究人員製作了一份人類基因組的單細胞染色質圖譜，確定了240種多基因特徵和與疾病特徵相關的細胞類型，並註釋了非編碼DNA變異的風險，有利於更好地理解遺傳學與疾病之間的聯繫。這一發現發表在12日的《細胞》雜誌在線版上。

此前，科學家在公佈最新的被稱為“生命之書”的人類基因組圖譜時稱，更為精確的計算表明，人類基因數量實際在2萬到2.5萬之間。然而，這個估計並不能真正解釋蛋白質編碼基因構建過程的確切工作方式，或者不適用於患有疾病的情況。

UCSD細胞和分子醫學教授、路德維希癌症研究所成員、表觀基因組學中心主任任兵（音譯）博士是DNA元素百科全書項目成員之一。他表示，人類基因組在20年前就已被測序，但解讀這本“生命之書”的意義仍然很有挑戰性。一個主要原因是，人類DNA序列中超過98%是非蛋白質編碼的，我們還沒有遺傳密碼來“解鎖”這些序列中嵌入的信息。

DNA攜帶細胞的遺傳指令。染色質中的主要蛋白質，稱為組蛋白，有助於將DNA緊密包裝成適合細胞核的緊湊形式。染色質捆綁DNA方式的變化與DNA複製和基因表達有關。

在對小鼠進行研究後，任兵及其合作者將注意力轉向人類基因組中染色質的單細胞圖譜。他們對來自多個供體的30種成人組織類型中取樣的60多萬個人類細胞進行了分析，然後將這些信息與來自15種胎兒組織類型的類似數據結合，揭示了222種不同細胞類型中約120萬個候選順式調控元件的染色質狀態。

順式調控元件是非編碼DNA區域，調節相鄰基因的轉錄。過去十年的研究已經證實，非編碼DNA的序列變異是人類羣體中多基因特徵和疾病的關鍵驅動因素，如糖尿病、阿爾茨海默氏症和自身免疫性疾病。然而，解鎖非編碼DNA變異功能的一個主要障礙是缺乏人類基因組中轉錄調控元件的細胞類型特異性圖譜，而新圖譜填補了這一空白。

總編輯圈點

人類基因組圖譜，被稱為生命之書。那些關於人類生長、發育、衰老、遺傳病變的秘密，隨着基因組圖譜的繪製，得以展現。人類不知道的很多事，基因都知道。但是，它是“生命之書”，也是“生命天書”，寫出書很難，讀懂書同樣難。這本書的字裏行間暗藏玄機。讀者需要對基因這門語言足夠了解，才能破譯“天機”。此次，科研人員製作了一份人類基因組的單細胞染色質圖譜，算是“天書”的輔導讀本，有利於更好地理解遺傳學與疾病之間的聯繫。