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华大基因学院参赛队在国际遗传工程机器大赛亚洲赛区中斩获金牌
2012年10月7日,由麻省理工学院和BioBricks基金会主办的国际遗传工程机器大赛(International Genetically Engineering Machine Competition,简称iGEM)亚洲赛区比赛在香港科技大学落下帷幕。由华大基因学院创新班学员组成的“Shenzhen队”凭借“酵母人工细胞器 YAO #1.0”课题,斩获金牌。 由华大基因学院创新班学员组成的八校联队(包括华南理工大学、华中科技大学、四川大学、武汉大学、东南大学、电子科技大学、华南师范大学和香港中文大学)——Shenzhen队是初次参加该项比赛。该团队通过真核细胞构建了独特的人工细胞器,克服了传统的人工修饰基因和代谢通路易在细胞质中与细胞内原本的基因和代谢通路混合的障碍,使科研人员能够更好地探究细胞的生物学奥秘。通过“酵母人工细胞器”这一课题,Shenzhen队一举摘得金牌。 据悉,2012年亚洲区比赛共有来自中国、日本、韩国、澳大利亚等国家和地区的57支高校队伍参赛,共决出21枚金牌和18枚银牌。与Shenzhen队有着密切互助关系的南方科技大学的两支参赛队也分别荣获一金一银的好成绩。 iGEM是合成生物学领域的国际性学术竞赛,其参赛对象主要以本科生为主,旨在培养合成生物学人才,促进各国大学本科生在该领域的学习、交流与合作。2005年,该项赛事正式成为全球性竞赛,至今已成功举办了9届。iGEM 于2012年比赛首次分设五个赛区(亚洲赛区、欧洲赛区、拉美赛区、美国东部及西部赛区),通过分赛区后,胜出队再进行世界总决赛。2012-10-10 00:00:00.0
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首届国际基因组学大会美洲分会在费城成功召开——呈现最新技术在个性化医疗及促进全球粮食产量方面的应用及发展
2012年9月27日至28日,为期两天的首届国际基因组学大会美洲分会(The International Conference on Genomics in the Americas,ICG Americas 2012)在美国费城儿童医院(CHOP)成功召开。本次会议由华大基因与费城儿童医院联合举办,会上介绍了众多利用最新技术正在开展的研究项目,并对个性化医疗及促进全球粮食产量有深远的意义和影响。据悉,华大基因举办的国际基因组学大会(ICG)自2006年开始每年11月份在国内召开,已成为国际基因组学领域的学术交流盛会,在国内外颇负盛名。这次在CHOP举办的会议是ICG首次走进美国。 本次大会共吸引了400多名参会者。同时,来自全球的生物、医药及其他行业的领导者、杰出的科研人员以及权威政策制定者带来了一系列精彩报告,报告内容主要涵盖新一代测序和生物信息学技术及其在药物发现与开发、疾病研究、临床诊断、农业育种以及进化和资源保护等领域的应用。 会议在“基因组学产业现状”主题大会中正式拉开帷幕,华大基因主席杨焕明教授和费城儿童医院应用基因组学中心主任Hakon Hakonarson博士分别致开幕报告。他们都围绕着此次会议核心做了精彩的发言,并指出基因组学研究正在向实际应用转化,造福人类健康。 杨焕明教授从基础研究的角度主要围绕全球基因组学研究合作进行了报告。他介绍了一些正在进行的国际合作项目,并鼓励开展更多的合作性研究项目并及时公开与共享研究成果。他指出:“我们同舟共济朝着同一方向在前进。本着合作的精神,我相信通过新一代测序技术和生物信息学必将促进全球基因组学研究的发展。” 从基础研究转化为实际应用的角度,Hakonarso博士主要介绍了未来基因组学在病人护理和个性化医学中的应用。他指出,“我们已经鉴定了大量新的基因突变,这些突变可以被用来预测疾病的状态及其对治疗的反应。现在我们将继续推动这些研究成果向临床方向转化,从而实现对不同的病人施以不同的治疗手段。” 随后,美国国家人类基因组研究所(NHGRI)主任Eric D. Green博士,哈佛大学医学院计算遗传学中心主任George M. Church教授和华大基因执行院长王俊教授分别发表主题演讲。在他们的报告中都体现了基础研究向实际应用转化的成果和未来的方向。Eric D. Gree博士主要向各位与会人员介绍了在走向基因组医学新纪元所面临的机遇与挑战,他指出:“在未来十年中,研究人员将继续朝着基因组医学在个性化医疗中应用的方向努力,解密其中的遗传信息。”Church博士在题为《技术、公开访问的基因组学环境与特征数据》报告中,预测未来将有强大的应用工具,能实现对地球上所有物种进行测序。 王俊教授对华大基因过去一年的各种研究项目及成果进行了总结,包括9月26日刚在《自然》(Nature)杂志上发表的“肠道微生物与Ⅱ型糖尿病的宏基因组关联分析” 研究成果。他指出:“新一代测序技术促使基因组学飞速发展。通过这些技术,华大基因致力推动‘组学’相关成果在分子育种及疾病研究等应用方面的转化,从而促进农业、医学、药物研发及临床治疗等方面的进一步发展。” 接下来,大会围绕“人类基因组学与医学”、“植物/动物/微生物基因组”进行。与会人员主要集中对基础基因组研究现状及如何推动相关研究成果转化进行了报告及讨论。在“人类基因组学与医学”分会上,一系列的精彩报告主要涵盖以下几个领域,如癌症基因组学、表观基因组学和药物基因组学、疾病基因组学、儿科常见和罕见疾病研究、基因组学和个性化医疗等。 美国自闭症之声(Autism Speaks)对“万人自闭症基因组计划”的最新研究进展进行了汇报,指出初步研究中的首批样品的全基因组重测序和分析工作已经完成。通过分析发现大量重要的功能性新生突变(de novo mutations)。在初步研究中,还计划新增几百个样品进行测序,以实现对一万个样本进行测序的最终目标。 费城儿童医院线粒体和表观基因组医学中心主任Douglas Walker博士在他的报告中指出:“线粒体和表观基因组学为新一代基因组学。”线粒体DNA具有特殊性,其一般只通过母系遗传,可以编码与能量相关的重要基因。此外,他还指出线粒体DNA能量相关基因的一些突变可以使人们更好地适应全球不同的环境以及应对环境变化时容易患有的一些常见代谢和退化性疾病。 在“植物/动物/微生物基因组”方向,科研人员带来一系列与“农业基因组学与进化多样性”、“植物基因组学及其在农业上的应用”和“基因组学在食品安全及公共卫生方面的应用”等相关的精彩报告。 美国密苏里大学国家大豆生物技术中心主任Henry Nguyen博士介绍了“优质大豆、品质生活”(Better Soybean, Better Life)研究项目。据介绍,该项目将扩增到对2,000株核心大豆种质资源进行测序。通过该研究希望能够提供更多的参考基因组,从而更好地了解与大豆驯化及改良相关的遗传多样性。此外,他还指出新一代测序技术在构建大豆遗传图谱时的高效能。 促进基础研究转化的一个关键因素是对基础研究数据的分析、传递和共享的能力,从而让全球研究人员能够更加有效地利用数据,更好地了解生物学机制和代谢通路。在以“新一代测序技术和数据管理的最新进展”为主题的分会和以“专家访谈:生物信息学专题讨论会”为主题的闭幕会上,各位参会者均对生物信息学和新一代测序技术所产生的“大数据”管理等问题进行了热烈讨论。 在谈及华大基因当前项目的研究速度和规模时,华大基因副院长李英睿表示:“以群体遗传学研究为例,以前完成500个人的基因组分析需要1619天,而现在仅需5.4小时。”他还指出,华大基因希望实现对所有项目进展的实时访问,基于此目的而开发的iPhone/Android应用将在不久推出。” 在此次大会的海报展示环节,德国马普分子遗传学研究所基因组学研究中心主任Margret Hoehe博士荣获最佳摘要奖。她的摘要“人类基因组单体型分析在生物学和个性化医疗中的重要性”,也是将研究应用于实践的案例之一。 会议期间,与会人员还参观了新建成的“华大基因-费城儿童医院联合基因组学中心”,该中心由华大基因和费城儿童医院合作建立,其主要位于费城儿童医院Colkert转化科学研究大楼。在这次大会上,费城儿童医院和华大基因还共同宣布,该联合基因组学中心将正式开始在符合CAP/CLIA认证的环境下提供临床测序服务。 会议的另外一个亮点是在宾夕法尼亚大学博物馆举办的晚宴。所有与会者都沉浸在博物馆的历史及藏品之中,他们还在90英尺高的中式圆形大厅中享用了由Wolfgang Puck Catering提供的世界一流晚宴。2012-09-29 00:00:00.0
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华大基因-费城儿童医院联合基因组学中心开始提供临床测序应用 助力临床疾病诊断、治疗
2012年9月27日,费城儿童医院(CHOP)与华大基因联合宣布,华大基因-费城儿童医院联合基因组学中心(BGI@CHOP Joint Genome Center)(以下简称“BGI@CHOP中心”)将正式开始在符合CAP/CLIA认证的环境下进行临床测序应用,助力临床疾病诊断、治疗。据了解,BGI@CHOP中心依托于费城儿童医院的病理学与检验医学科室。 美国病理学家协会(College of American Pathologists, CAP)是经过美国临床实验室质量促进修正案(Clinical Laboratory Improvement Amendments,CLIA)认可的非赢利临床实验室认证机构之一,目前已被国际公认为是实验室质量保证的领导者和权威性的实验室管理和认证组织。CAP认证自1962年起在美国普遍采用执行,1994年起被世界各国公认为最适合医疗实验室使用的国际级实验室标准,通过CAP认证的实验室代表其实验室标准已达到世界顶尖水准,并获得美国FDA及国际间各相关机构认同。 BGI@CHOP中心成立于2011年11月,其主要依托于费城儿童医院世界一流的医疗团队和庞大的儿科疾病数据库以及华大基因先进的新一代测序技术和强大的生物信息分析能力。该中心主要致力于罕见和常见儿科疾病相关致病基因的研究,为儿科疾病的诊断及治疗奠定遗传学基础。 费城儿童医院病理学与检验医学科室主任、首席病理学家Robert W. Doms博士指出:“BGI@CHOP中心将在通过CAP认证的CHOP病理科分子遗传学实验室环境运行。该中心计划在不久的将来开展临床外显子测序工作。” 费城儿童医院分子遗传学实验室主任Catherine Stone博士表示:“BGI@CHOP中心如今能够在通过CAP认证的环境下进行研究,这将使我们能够迅速拓展新一代测序技术在一些疾病临床诊断中的应用,例如遗传疾病、儿科癌症等疾病。” 华大基因执行院长王俊表示:“华大基因从2007年开始将新一代测序及相关生物信息学分析服务广泛应用于科研。通过与费城儿童医院病理科的共同努力,我们将继续发挥我们在新一代测序技术上的优势,以协助临床专家可以更好地为病人进行诊断及治疗。在符合CAP/CLIA标准的环境下,我们还将继续延展我们的服务类型,希望能为新药开发和药物临床试验提供坚实的基因组学基础。” BGI@CHOP中心目前已配备有5台高通量测序仪,计划将逐步扩增到20台。该中心的服务包括人类全外显子测序、目标序列捕获测序、全基因组重测序、ChIP-Seq和RNA-Seq等,同时还提供专业的生物信息学分析。据悉,该中心与费城儿童医院的研究人员已合作展开了一系列的项目,包括由美国国立卫生研究院(NIH)资助的新一代测序技术在临床诊断中的应用项目(由Ian Krantz博士和Nancy Spinner博士共同主持)。2012-09-27 00:00:00.0
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华大基因主导完成肠道微生物与Ⅱ型糖尿病的宏基因组关联分析,为未来糖尿病研究和临床评定开拓新方向——最新研究成果在《自然》杂志上发表
2012年9月27日,由来自深圳华大基因研究院、深圳市第二人民医院等单位组成的中国科学家团队主导完成的“肠道微生物与Ⅱ型糖尿病的宏基因组关联分析”研究成果在国际顶级杂志《自然》(nature)上在线发表。该研究为全面揭示Ⅱ型糖尿病与肠道微生物之间的关系奠定了重要的分子基础,为通过DNA序列的微生物分类提供了新方法。这项成果同时也体现出基于肠道菌群的关联分析在糖尿病的临床评定和病人诊断中的应用价值和前景。 Ⅱ型糖尿病(type 2 diabetes, T2D)是一种由遗传和环境因素共同引起的复杂内分泌疾病。久病可引起多个系统损害,病情严重或应激时可发生急性代谢紊乱,如酮症酸中毒等。其病因和发病机制较复杂,目前认为属多基因、多因素的异质性疾病。人体肠道微生物对维持人类健康发挥着重大作用,并在肠道中保持着动态的平衡。而这种平衡因某些因素被打破而致使肠道菌群发生紊乱时,人体可能就会患上各种疾病。近年越来越多的研究表明Ⅱ型糖尿病可能与肠道菌群存在相关性,但是一直缺少全面系统的研究成果来支持。目前糖尿病还无法根治,而现有的治疗方法也需要大力改进。 在本研究中,来自华大基因的研究人员基于新一代鸟枪法深度测序技术,研发出一种新的宏基因组关联分析(Metagenome-Wide Association Study, MGWAS)方法。通过该方法,他们对345个中国人的肠道微生物进行了两阶段的宏基因组关联分析,共鉴定出大约60,000个Ⅱ型糖尿病相关的分子标记。本研究从分子层面上,明确了在中国人群中的糖尿病患者与非糖尿病患者在肠道微生物组成上差异。 此外,研究人员还建立了一个全新概念——宏基因组连锁群(metagenomic linkage group,MLG),以便于对大量的宏基因组数据进行物种描述及分类,并可替代传统的物种分类方法,而且能为未知物种提供宏基因组水平的信息,例如染色体上细菌物种的特定区域,质粒和噬菌体等可移动的遗传因子。通过MLG分析,研究人员从物种组成上对糖尿病相关的微生物进行深入解读,发现有益菌群和有害菌群之间存在拮抗关系,这在梭菌的不同菌群间表现尤为明显。 与其他疾病中出现的严重肠道菌群失调相比,本研究揭示:Ⅱ型糖尿病患者仅出现了中度的肠道微生物菌群失调。进一步的功能分析表明,Ⅱ型糖尿病患者肠道中丢失了一些有益菌,反而一些有害菌有所增多,比如,产丁酸细菌在Ⅱ型糖尿病患者中有所减少,而丁酸主要可调节人体肠道微生态平衡,对肠道健康起着关键性的作用。同时,一些增加的条件致病菌在本研究中的中国人群体中具有很高的多样性。此外,微生物基因功能分析还间接表明肠道环境的氧化压力等可能与糖尿病存在一定关系。该研究是世界范围内第一个对肠道微生物进行宏基因组关联分析的成功典范。不仅从物种、功能及生态群落上详尽展示了肠道微生物与Ⅱ型糖尿病的关联特征,而且还令人信服地指出肠道微生物可以更好地被用来对Ⅱ型糖尿病等疾病进行风险评估及监控。 华大基因该项目负责人覃俊杰博士表示:“目前普遍认为很多慢性疾病都与肠道微生物相关,比如糖尿病和肥胖等。但在世界范围内,该领域研究都还缺少足够证据来说明,究竟是哪些微生物决定了人体健康,以及这些微生物是如何决定的。华大基因拥有进行大尺度并纵深研究的综合实力,所以能在2010年第一次发表人肠道微生物基因图谱之后,再一次推动肠道微生物研究领域的发展。将来,我们还希望能发现和积累更多的科学证据,从而更好地推动肠道微生物研究在临床上的应用。” 华大基因执行院长王俊表示:“人体肠道微生物基因组作为人类的第二套基因组,与人类健康有着密切的关系。高通量测序技术与宏基因组学研究为更好的诠释肠道微生物与人类健康提供了一条途径,同时也有助于疾病的预防和治疗。我相信,基于肠道宏基因组的个体化医疗时代已不再遥远。”2012-09-27 00:00:00.0
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中科院水生生物博物馆馆长何舜平到访华大 共签战略合作框架协议
2012年9月24日,中国科学院水生生物博物馆馆长何舜平来访华大基因,国家基因库资源库负责人周欣、华大基因海洋平台负责人石琼、国家基因库海洋分库负责人孙颖等予以热情接待。 下午两点,何舜平馆长作题为“Chinese Freshwater Fish Diversity and Their DNA Barcoding Identification”的学术报告。报告对DNA条形码技术在中国淡水鱼类多样性保护及其应用前景进行了深入浅出地介绍,引起了与会人员的强烈兴趣。与会人员与何馆长就DNA条形码的技术和应用等方面展开了热烈讨论。 随后,双方就国家基因库与中科院水生生物博物馆合作举行了会谈。经过充分、深入的讨论,双方就合作形式和内容等达成一致,并正式签署合作框架协议,此框架协议的签署标志着中科院水生生物博物馆加入国家基因库联盟,“国家基因库水生生物资源库”将在武汉挂牌成立。 据了解,中科院水生生物博物馆是亚洲最大的淡水生物博物馆,拥有极其丰富的淡水生物资源,同时实现了鱼类标本的数字化管理,在国内首创ChinaFishBase数据库,并且在运用分子系统学技术研究鱼类系统发育学和生物地理学等方面走在国际前沿。此次合作,双方将依托各自的科研和资源优势,共同在水生生物资源的共享、开发与利用、水产品DNA条形码、标本收集和保存规范、人才优势互补等方面开展广泛、深入的合作,并大力推动我国水生生物多样性的保护工作和科研成果的实用性转化。2012-09-25 00:00:00.0
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华大基因与比尔及梅琳达•盖茨基金会签署合作协议,共促全球健康及农业发展——旨在显著减少发展中国家的贫穷及/或提高当地的健康水平
中国·深圳/华盛顿·西雅图,2012年9月25日,全球最大的基因组学研究机构——华大基因宣布其与比尔及梅琳达·盖茨基金会(Bill & Melinda Gates Foundation, BMGF)(以下简称“盖茨基金会”)签署合作备忘录(Memorandum of Understanding, MOU),在全球健康与农业发展方面的合作达成一致共识,旨在实现双方在健康、农业方面的共同目标,为实现一项或多项联合国千年发展目标(Millennium Development Goals,MDG)做出积极贡献。此次签约仪式在美国华盛顿柯兰克举行,华大基因院长及联合创始人汪建、华大基因执行院长王俊、盖茨基金会联席主席比尔•盖茨出席了本次签约仪式。 据协议,华大基因和盖茨基金会将从战略水平和具体项目这两个层面展开合作。具体项目的合作将依托盖茨基金会在农业和全球健康计划的知识及网络,以及华大基因强大的测序能力和基因组学研究实力,旨在显著地减少发展中国家的贫穷及/或提高当地的健康水平。战略合作目标主要包括:对全球健康、农业发展方面的合作及工作进行部署;共同发起一些初步的可短期内深化双方合作关系的项目。 该协议还鼓励合作项目中的信息能够快速广泛的进行传播,同时支持每个项目中所获得的任何技术能够被广泛利用,并要求这些技术是以合理的价格提供给贫穷地区。 “我们非常高兴能够与比尔及梅琳达·盖茨基金会进行合作,希望这次合作能够促使基因组学研究造福全人类”,华大基因主席杨焕明院士表示,“结合双方的实力、专长和经验,我们相信双方将会在人类、植物和动物基因组学研究中取得更多重大科学突破,这将会更好地促进医疗健康和农业的可持续发展,尤其是对于发展中国家。” 华大基因院长汪建表示:“继人类基因组计划完成之后,华大基因已经在众多关键性动植物基因组、人类疾病基因组研究中做出积极贡献,例如水稻基因组计划、万种水稻基因组计划、千种动植物基因组计划、国际千人基因组计划、1,000种罕见病基因组计划、国际癌症基因组计划、万人自闭症基因组计划等。我们期待与比尔及梅琳达·盖茨基金会的这个重要合作,将基因组研究应用于造福全人类健康。” 盖茨基金会全球健康项目主席特雷弗·蒙代尔(Trevor Mundel)表示:“我们与华大基因这样的机构保持着紧密的合作,促进应用于疾病预防和农业进步的科学突破,让农民家庭可以自给自足,减少饥饿和贫穷。” 双方将立刻开展此次合作,并成立一个管理委员会来支持全球健康及农业发展合作项目的确定及执行。 媒体联系人: 杨碧澄 华大基因新闻发言人 电话:+86-755-82639701 邮箱:yangbicheng@genomics.cn 网址:www.genomics.cn2012-09-25 00:00:00.0
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华大基因与新加坡INEX健康诊断公司签署合作协议 共促生育健康临床检测应用
华大基因与新加坡INEX Innovations Exchange(以下简称“INEX”)健康诊断公司于2012年9月21日正式签署合作协议,宣布双方将在新加坡建立新一代基因组测序中心,并将开展一系列的分子遗传检测项目。据了解,他们首先将开展无创产前基因检测项目来检测已孕妇女的胎儿是否存在染色体异常的现象。华大基因首席运营官尹烨、INEX执行总监Sidney Yee、华大基因亚太区域总监刘颖、副总监唐姗姗等出席了此次签约仪式。 胎儿染色体数目异常是一种偶发性疾病,这类疾病迄今尚无根治方法,只能通过产前筛查和产前诊断来进行预防。这一类疾病的临床表现为智力异常,生长发育迟缓,常伴有五官、四肢、内脏等方面的畸形,如“21-三体综合征”患者,近一半伴发先天心脏病,白血病以及严重内脏器畸形。每年我国先天愚型的治疗费用超过20亿元,给家庭和社会带来巨大的经济负担。 通过无创产前基因检测技术,仅需采集5 mL静脉血进行检测,并将测序结果进行生物信息学分析,即可检测出胎儿出现染色体非整倍体异常的风险。该技术具有灵敏度高、特异性强、准确性高等特点。目前无创产前基因检测的适宜检测时间是12~24孕周。 INEX执行总监Sidney Yee表示:“我们非常高兴能与华大基因开始建立合作关系。华大基因可以提供基因组学设施及丰富的测序和生物分析经验,而我们可以提供技术基础设施、地域性的知识以及覆盖的网络关系。通过双方的紧密合作,双方将会实现共赢。” 她补充说,“除中国以外,新加坡将是亚洲另外一个可以提供该项检测服务的国家。我们所共同建立的测序中心致力成为能够为南亚、中东和澳大利亚等地区提供检测服务的卓越机构。早期的无创产前检测具有很大的优势,高度的准确性和灵敏性,更重要的是对胎儿完全没有任何风险,我们相信这项检测技术将会被广大孕妇所接受。” 关于此次合作,华大基因首席运营官尹烨表示:“我们非常高兴能与INEX在新加坡共同建立新一代测序中心,该中心将在2013年第一季度正式投入运作。作为全球最大的基因组学研究机构,华大基因能够提供无创产前检测以及相关的生物信息学分析。到目前为止,我们已经进行了60,000多例检测。新加坡以健全的管理体系、成熟的分子生物学技术以及在转化医学和医学诊断上的名望而闻名于世。该中心在新加坡的成立是华大基因迈出的重要一步。而INEX在分子诊断中长期积累的经验和科研创新能力,使其自然成为我们在新加坡的最佳合作伙伴。基于该中心及与INEX的紧密合作,我们希望能将华大基因在医学基因组学和医学诊断中的影响力和应用性延展到亚太地区。”2012-09-25 00:00:00.0
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多组学研究揭示牡蛎抗逆能力及其外壳形成机制——复杂基因组研究新策略于《自然》杂志发表
2012年9月20日,由中国科学院海洋研究所、深圳华大基因研究院等单位合作完成的牡蛎对潮间带逆境适应的组学基础研究成果在国际顶级学术刊物《自然》(Nature)上以“文章”(article)的形式在线发表。该项目利用新一代测序技术和全新的组装策略,构建了牡蛎全基因组序列图谱,证实了牡蛎基因组序列具有极高的多态性、较高比例的重复序列和活跃的转座子。该项目还结合转录组、蛋白谱等最新组学技术,发现一系列与牡蛎抗逆能力相关的基因发生了明显扩张,这可能是牡蛎适应潮间带极端环境的主要分子基础,揭示了在逆境适应中发挥重要作用的贝壳的复杂形成机制。此成果的发表,标志着基于短序列的复杂基因组拼接和组装技术获得了重大突破,在国际上填补了牡蛎为代表的冠轮动物基因组和海洋生物极端环境适应机制研究的空白,这也是我国海洋生物研究及水产经济生物相关研究成果作为文章第一次登上《自然》杂志。 牡蛎隶属于动物界第二大门的软体动物门,拥有厚重的钙化贝壳,营固着、滤食性生活,对维护近海与河口生态系统的稳定发挥着重要的调控作用。牡蛎为世界性分布,是潮间带极端生境的代表种。牡蛎也是养殖产量最大的海洋动物,为重要的海洋蛋白源,与人类生活和健康息息相关,其中中国的产量占全世界的3/4。重要的生态意义、重大的经济价值和独到的生物学特性使牡蛎成为海洋生物学研究的重点,且逐渐发展成为海洋生物逆境适应机制研究的模式种。牡蛎基因组学研究,对于进一步理解以牡蛎为代表的潮间带海洋生物进化历程具有重要意义,同时对探索在海洋酸化日益严重的情况下,海洋生物对逆境的适应机制及开发利用海洋基因资源和生物矿化机制都具有重要的科学价值。 在本研究中,科研人员通过牡蛎的全基因组信息,不同器官、不同发育阶段和不同环境的转录组信息以及牡蛎外壳蛋白质谱分析,深入探究了牡蛎基因组的典型特征及其抗逆能力和外壳生物矿化机制。研究发现,牡蛎基因组大小约为559 Mb,包含约28,000个基因和大量重复序列,并具有高度多态性。正是由于高杂合和高相似性重复序列,使得广泛成功应用于许多动植物基因组研究的基于短序列的全基因组鸟枪法(Whole Genome Shotgun)不适用于牡蛎基因组,因此华大基因研究院的技术人员利用“分而治之”的思想,成功研发出一套基于短序列、针对高杂合、高重复基因组的Fosmid-pooling策略,基于这套策略,牡蛎基因组最终得以成功解读。 牡蛎生活在环境高度多变的潮间带,其环境温度、盐度在高潮与低潮之间,在冬天和夏天之间变化非常大,而牡蛎一般附着在浅海物体和礁石上,不能够通过主动移动来逃避不利环境的影响,所以必须有一套遗传机制使其对温度、盐度、露空、重金属和海区常见病原等具有很强的抵抗力。研究人员结合基因组和转录组信息,发现一系列与牡蛎强抗逆能力相关的基因发生了明显扩张,比如热激蛋白70基因(heat shock protein 70,HSP70)的大量扩增使得牡蛎能够在潮间带高达49 ℃甚至更高的温度下维持细胞内稳态平衡保持正常生存;凋亡抑制蛋白基因(inhibitors of apoptosis proteins,IAP)在基因组中的大量存在表明牡蛎可能具有复杂的抗凋亡系统,从而使其能够在离水露空等复杂多变的环境下长期生存。不同应激情况下的转录组数据分析表明,经过复制后保留下来旁系同源基因倾向于在应激条件下被激活,进一步表明抗性相关基因复制是牡蛎对应该适应和演化的一种重要分子机制。此外,研究人员还发现大量与免疫相关的基因在牡蛎消化道内高度表达,这表明牡蛎等滤食动物的消化系统是其对抗外界病原体的一道重要防线。 厚重的贝壳在牡蛎的逆境适应中是一道重要的物理屏障。目前,已有的贝壳生物矿化机制主要包括外套膜分泌模型和细胞模型,但研究者发现这两个模型还不够准确和完善。在外壳生物矿化形成机制的研究中,研究人员发现多种不同的蛋白参与了贝壳复杂的组装和修饰,其中涉及血细胞及外来体的参与,并且大部分贝壳蛋白是非分泌性蛋白,这表明贝壳的生物矿化机制远比当前人们的认识要复杂得多。他们发现牡蛎外壳中存在多种行使基质形成和修饰功能的蛋白,其中一些在细胞外基质(ECM)中存在的特征蛋白,如纤连蛋白、层黏连蛋白和一些胶原蛋白等在外套膜中高度表达,并在外壳中出现。与在ECM中一样,血细胞可能也在外壳基质中参与了纤连蛋白样纤维的组装。研究人员还在外壳蛋白中发现众多具有不同功能且分布在不同代谢途径中的蛋白质,其中包含一部分外来体蛋白,这从分子层面表明,细胞和外来体可能参与了外壳的形成。他们还发现许多具有调控作用的蛋白酶和蛋白酶抑制剂可在外套膜中高表达,并推测这可能与基质的形成、修饰和保护相关。此外,贝壳中还存在含量较多的青霉素结合蛋白(转肽酶的一种)和多个酪氨酸酶,研究人员推测这些蛋白可能也参与了贝壳有机框架的构建和成熟。 我国著名贝类学家张福绥院士指出:“该成果是国际贝类学研究的重大成果,提升了我国贝类及海洋生物学研究的水平,为贝类及其他水产物种的遗传改良奠定了重要的遗传学基础。” 华大基因该项目负责人方晓东表示:“牡蛎基因组的构建方法为高杂合、高重复基因组增加一个解决方案。该基因组的解读将为从全基因组层面研究软体动物门甚至冠轮动物超门的多样性、进化适应性机制、发育生物学甚至基因组辅助育种提供了一个新的起点。”2012-09-20 00:00:00.0
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华大科技成功推出FFPE全基因组外显子测序技术服务——DNA建库起始量低至200ng
2012年9月18日,华大基因旗下全资子公司——华大科技服务有限公司(简称“华大科技”)在福尔马林固定石蜡包埋(Formalin-Fixed and Parrffin-Embedded, FFPE)组织样本测序技术上再获新突破,成功推出FFPE全基因组外显子测序(whole exome sequencing, WES)技术。目前,科研人员已成功实现外显子测序DNA建库起始量低至200ng,测序质量与正常样本相近,这将有助于更好地解读FFPE样本中所蕴藏的遗传信息,为疾病的分子诊断及相关的科学研究提供了重要的技术保障。 全基因组外显子测序,是利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕获并富集后再进行高通量测序的基因组分析方法。在有限的资金下,通过外显子测序,研究人员可获得更多的遗传信息,测序深度越深,数据准确性越高。此外,由于外显子测序技术具有对常见变异和低频突变灵敏度高以及仅需对1%的基因组进行测序等独特优势,使其成为鉴定单基因病致病机理的行之有效的策略。同时,外显子测序技术在癌症等复杂疾病易感基因的研究和临床诊断中也被广泛使用。 由于外显子测序技术主要应用于疾病研究相关领域,而福尔马林固定处理石蜡包埋的人类组织样本是目前疾病分子层面及临床研究的重要样本来源。但FFPE组织标本在制备和储存过程中,组织经福尔马林固定、石蜡包埋后,易引起DNA的交联和降解,加之DNA的提取质量直接与FFPE组织标本储存时间相关,使得研究人员很难获得足量和高质量的DNA。此外,该类保存多年的疾病样本也无法进行重新采样,所以更是十分珍贵。而目前常规的外显子测序对样本量的要求较高,这严重阻碍着成千上万的FFPE组织标本中重要遗传信息的解读。 华大科技研究人员结合丰富的外显子测序研究经验,经过不断的调试、比较和技术改进,优化了FFPE组织标本的DNA提取、建库和测序技术,实现了高效稳定的FFPE样品的全基因组外显子测序。目前,科研人员只需200ng FFPE DNA样品,便可进行全基因组外显子测序。多项评估结果标明,FFPE全基因组外显子测序结果可靠、稳定,为快速获得FFPE样本中的遗传信息提供了重要的技术保障。 华大科技新产品部负责人林钊表示:“已有研究表明,DNA变异引起的疾病有85%以上来源于外显子变异。而目前全世界存在超过10亿个FFPE样本,对开展转化医学以及疾病分子研究的科研人员无疑是一个尚未开发的宝贵资源库。华大科技推出的针对FFPE样本的全外显子测序技术服务,为利用FFPE样本进行疾病分子研究提供了重要的技术保障。”2012-09-18 00:00:00.0