外显子组测序的机遇与挑战

2009年，基因组定向捕获工具的出现，让外显子组的捕获成为可能。科学家们普遍认为外显子组测序比全基因组测序更有优势，特别是对罕见的单基因疾病。不仅仅是费用更低，数据的阐释也更为简单。因此，外显子组测序去年也被Science杂志评为年度十大突破。

Jay Shendure副教授曾对此发表过一篇综述性文章，评述了这一领域发展的机遇和挑战：他认为，外显子组测序未能解决相当大比例的孟德尔表型，即使是在遗传结构已清楚的模式生物中。如果我们希望解决所有的孟德尔遗传病，那么了解这些失败的基础将是至关重要的。同时，人们很想了解稀有变异对常见病的作用。许多研究都从外显子组测序开始，但是仍在进行中，因为需要大量的样本，才具有说服力。

外显子组测序鉴定出大约2万个变异，而全基因组测序鉴定出400万个变异。尽管蛋白改变的变异与其他变异的分离优先被证明是有用的，但无疑也是粗略的。从外显子组转移到基因组，为了未知的信号增加，我们要承担100倍的噪音增加。因此，我们需要更精密的方法，为编码和非编码变异分配更加适当的“先验值”。

不过尽管如此，Shendure也依然认为外显子组测序代表了“高产的遗传学”，通过较少样本的外显子组测序和适中的投资，就可以明确鉴定新的疾病基因。随着分析成本的进一步降低和分析精密度的提高，这种模式的生产力也会提高。

基因组水平的DNA甲基化研究新方法

Jay Shendure与其研究组今年还发表了另外一篇方法技术的原创性成果，报道了一种新的亚硫酸氢盐测序方法。

全基因组亚硫酸氢盐测序带来了高分辨率且全面的甲基化模式检测，但它需要大量的起始材料。在构建文库时，通常需要5μg以上的基因组DNA。因此，对于起始材料有限的样本，这种甲基化分析方法不适用。

相比之下，低代表性的亚硫酸氢盐测序需要的起始DNA要少一些，但同时牺牲了全面性。与分析整个基因组不同，这种方法聚焦于基因组的特定区域。而对于癌症和发育等领域的研究人员来说，起始材料往往有限，这也就限制了分析方法的选择。

而Shendure的方法方法仅需1ng起始DNA，但仍然能提供全基因组DNA甲基化模式的全面分析。其秘诀在于文库构建方法，这种称为“tagmentation”的方法比连接法更高效。基于tagmentation的全基因组亚硫酸氢盐测序方法利用Tn5转座子将DNA片段化，并同时掺入接头。与连接方法相比，转座子方法更加高效，也减少了所需的DNA起始量。

这种方法为样品量有限的表观遗传学研究人员提供了一个新选择，比如癌症的甲基化研究。此外，研究人员也在进一步优化方法，尝试使用更少的样品量。（生物谷Bioon.com）