因为一种新方法，基因测序成本降到原先的27万分之一

造就 · 公众号 · 科技自媒体 · 2017-03-25 18:01

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2003年，美国国防部和国立卫生研究院宣布，历经13年的研究，在投入了27亿美元之后，人类基因组的测序工作终于大功告成。

然而，理解人类遗传学的征程远未结束。基因组——也就是30亿个DNA碱基对——的整体布局因人而异，而且差别悬殊。因此，号称是“人类基因组测序”，其实只是给一个人的基因组测了序（出于隐私保护方面的考虑，此人的身份被严加保密）。

尽管现在，针对小段DNA的测序工作已经非常常见，但医生在研究罕见遗传病时，需要对病人的基因材料有一个总体的了解，才能找到致病突变。寻找这些故障基因就好像《寻找沃尔多》游戏，只是你要在30亿穿条纹衫的人中间，找出沃尔多本尊。而且，这将是一场耗资30亿美元的游戏。

在3月23日发表于《科学》（Science）杂志的一篇论文中，来自贝勒医学院、麻省理工学院和哈佛大学的研究人员表示，他们可以只花1万美元，给任何基因组进行完整测序，而且前后只需要几周时间。他们用一种传播寨卡病毒的蚊子试手，对它们的DNA进行了重新测序。

之前，科学家在给基因组测序时，要用计算机将小段小段的基因编码拼合起来。对于这些片段应在何处接合，我们很难确知，一个原因就是，DNA分子并不是一条简单的长链：它就像折纸艺术，将两米长的基因材料层层叠叠压缩起来，塞入每个细胞的细胞核中。“寻找拼合点就像是从一箱子拼图碎片中寻找缺失的那么几块。” 该论文的联名作者、布罗德研究所（Broad Institute Massachusetts）的基因学家丹尼尔·尼夫塞（Daniel Neafsey）在接受《自然》杂志采访时说。

论文提出的新方法名为“3D组装法”，即参照DNA褶皱，将这些较短的DNA序列组装起来。据《休斯敦纪事报》（Houston Chronicle）报道，研究人员在拼接DNA时，利用的是DNA样本的天然外形，而不是拿它们与其他的序列相对照，这样做使成本得到大幅削减。

为证明这一方法的可行性，2007年，科学家对寨卡病毒携带者之一——埃及伊蚊（学名：Aedes agypti）——的基因组进行了完整测序。科学家并没有绘制出埃及伊蚊的完整基因图谱，因为DNA片段有很多，并不是每一个片段的组装方式都是已知的。

虽然3D组装法还有待进一步的完善，但科学家们认为，他们对这种蚊子的基因有了更加清晰的认识，可以着手降低它们传播病毒的能力。

研究人员们希望，3D组装法的用途能拓展到人类病人和蚊子以外。“由于基因组是从零开始构建起来的，3D组装法适用于从灰熊到番茄的各类物种。”贝勒医学院基因学家、论文联名作者雷斯·利伯曼·艾登（Erez Lieberman Aiden）说，“而且这个办法颇为简单。”

翻译：雁行

来源：QUARTZ

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