通过目标加速剂质粒集合实现精确功能基因组学

由Guest Blogger.

目标加速器概述

该职位由杰西S. Boehm,副主任广泛研究所的癌症计划哈佛大学和麻省理工学院。

癌症精密药的概念似乎如此简单!服用患者的肿瘤样本,使用切削刃基因组技术来映射存在的突变,并使用先前的知识(将每个基因型与漏洞连接的数据)设计有用的治疗策略。

但是,那些Darn癌症揭示了他们的袖子,大多数患者仍然没有受益这种方法。一个中央瓶颈是最常突变的癌症基因罕见的是肿瘤中发现的大多数个体变异非常罕见。结果,这些“未知意义的变体”(有时称为“VUS”)功能的大部分是如何未知的。如果对每个癌症临床测序报告的大多数信息包括尚未表征的罕见变体,我们如何为每位患者做出决定?

有些人已经开发出令人兴奋的计算算法,例如或者poly为了接近这种挑战,使用癌症变体的属性,例如进化守恒,或基于蛋白质结构的地图预测氨基酸变化的有害性。有时这提供了很多清晰度。但是,通常这些方法不同意。确实令人困惑!我们开发了一种新的质粒工具包,广泛的研究所靶促进剂质粒收集,我们希望研究人员能够以高吞吐量表征这些变体,因此将我们更接近使癌症精密药成为现实。

癌症变异表征的挑战

多年来,我们希望大规模基于实验室的功能实验与野生类型相比,分类哪些变体可能是函数,职能丧失或中性,这将是非常有用的互补方法。此外,原则上,这些实验可以在差分功能差和良好建立的细胞信号基因之间找到变体之间的相关性,从而为下游验证实验提供起点。

但是,有两个巨大的挑战,防止我们测试了这一假设:

  1. 没有大规模,广泛可用的突变cDNA克隆收集,对应于基因组测序研究中发现的癌症变体(以及参考cDNA克隆映射到良好注释的细胞途径)。
  2. 目前尚不清楚基因 - 无症状生物测定是否可以准确地测试变异功能和癌症表型的分子签名。

广泛的研究所靶向加速剂质粒收藏品

为了克服这一挑战,我们已经开发了广泛的研究所靶向加速剂质粒收藏品,现在通过加入为科学界广泛使用。这些包括634序列证实突变体cDNA克隆对应于肺腺癌基因分析的癌症变体(肺癌突变集合)或在许多癌症类型中的“泛癌”分析(潘癌突变集合)。此外,我们还使用许多合作者来聚合与已知的蜂窝信令路径相对应的序列确认的一系列克隆作为我们的一部分遗传途径参考集。这些网关兼容的入口克隆是多年工作的产品,我们很自豪能与我们的addgene同事密切合作,以使这些科学界可供使用。

癌症变异的功能测定

显示PIK3CA中发现的癌症突变的患病率的原理图

为了克服第二个主要挑战,我们开发了在系统上尽可能地跨越大量基因测试大量癌症变体的测定。在开发这些测定方面,我们认为它们需要更宽并能够测量各种分子签名或癌症表型。这些测定旨在补充每个基因方法的一个试验,这是一直是历史标准。

具体地,在我们最近的出版物中,我们使用上面列出的癌症质粒收集来证明基因表达分析,系统性肿瘤内肌病测定,药物简历测定和形态学分析可以用作映射稀有癌症变异和基因的功能的可概括的策略:

  • 肺癌躯体突变的高吞吐量表型Berger啊,布鲁克斯,wu x等人。癌细胞,2016年PMID:27478040

    • 本文描述了肺癌突变物质。
  • 稀有癌症变异的系统功能询问识别致癌等位基因。Kim E,Ilic N,Shrestha Y.等。癌症发现2016. PUBMEDPMID:27147599.

    • 本文描述了PAN癌突变物质收集和遗传途径参考收集
  • 通过细胞涂装的人基因和等位基因功能的系统性形态分析。Rohban MH,Elife,2017. PubMedPMID:28315521。pmed中央PMCID:PMC5386591.

    • 在本出版物中描述了遗传途径参考收集

我们还对我们称之为“精确功能基因组学”的令人兴奋的新领域,我们还为广泛的审查进行了广泛的审查。该领域的目标是在规模上用来映射癌症变种的影响。一探究竟:

我们希望通过在上述出版物中释放这些新的和激发型质粒系列(以及从这些等位基因中产生的数据),许多其他可能对这些突变进行额外的功能测定,并映射其他细胞功能和表型。

由于临床环境的本质,展望未来,我们开始在许多主要癌症基因中建立所有可能突变的饱和图书馆。这些应该用于创造更完整的“查找表”的突变函数,可以使未来的临床医生能够改善在临床测序研究中发现罕见变种时的实时决策。在广泛的情况下,我的同事Cory Johannessen和他的团队最近展示了这种方法的力量:

虽然有很多工作要做,但这些早期的试点研究表明了技术可行性和概念证明。如果被证明改善未来的临床决策,我们可以共同实现精密功能基因组学的潜力,并推动癌症精密药物的未来为下一代癌症患者。

我们希望您发现这些新的癌症变异质粒收集可用于您的学习。


非常感谢我们的客人博主,Jess S. Boehm。

jesseboehmheadshot_tjf_2017_5_8-01.pngJesse S. Boehm是广泛的哈佛大学和麻省理工学院癌症计划的副主任,并专注于为未来癌症患者提供精确的功能基因组学。你可以在推特上跟着他@boehmjesse.

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