DNA 會在細胞核內與特定蛋白質緊密結合且分散在核質中形成染色質（chromatin）。細胞會活化或抑制相關轉錄因子，使其結合非隱藏在染色質中的 DNA 片段或使其分離，以調控下游的基因轉錄及轉譯。然而，若該調控機制若出錯，基因可能會持續活化或者在錯誤的時間點關閉，可能會使細胞失控，並且使它們走上致癌的軌道。
近日，史丹佛大學醫學院 Howard Chang 博士的研究團隊使用一種名為“使用定序轉座酶可接觸的染色質分析法”（assay for transposase-accessible chromatin using sequencing, ATAC-seq）的新技術來研究了 410 種腫瘤樣本，其中包含 23 種癌症類型的基因調控環境，包含乳癌、腎臟癌、甲狀腺癌、肺癌和其他 19 種原發癌，並且發現了 562709 個染色質（蛋白質與 DNA 交互作用）開關，與控制腫瘤內的細胞活動有關，而在正常組織的 DNA 開關研究中，其中近 35％ 的調控開關是未曾發現。該研究刊登於《Science》。
ATAC-seq 是一種類似於 DNA 噴漆的技術，該研究團隊只將噴漆噴在轉錄因子可以接觸的區域，而不會噴在隱藏在染色質內的 DNA 上，以便他們能夠準確地了解哪些 DNA 的部位是活躍的，其中包含癌症免疫治療中的關鍵基因，如 MYC、SRC、BCL2 和 PDL1。此外，目前大量的基因體研究主要集中在用於製造蛋白質的的 DNA 上，而僅佔全體 DNA 的 2%。然而，Chang 博士想要透過 ATAC-seq 研究其他 98％ 的“非編碼 DNA”，進而找出製造控制基因行為和活化的關鍵調控因子以及癌症相關的訊息傳遞路徑。
以膀胱癌組織為例，該研究團隊以 ATAC-seq 進行分析時，發現染色質突變產生了一個新的蛋白質結合位點，且其與鄰近調控細胞大小、活動性和形狀的基因活性的強烈增加有關，而細胞大小、活動性和形狀也都是癌症進展的重要因子。更有趣的是，該特定突變在其他癌組織中並不存在，顯示不同的癌症類型可能來自不同的染色質突變。
該研究不僅增加基因組和癌症研究的廣度，雖然其尚未在臨床試驗中應用，但研究團隊表示，該技術將有助於更好的癌症預後，以及更多關於患者對癌症易感性的訊息以及更進一步開發有效的新療法。
延伸閱讀：揭開免疫療法抗藥性之謎 染色體重組基因扮演關鍵角色參考資料：
1. Science, 2018 DOI: 10.1126/science.aav1898
2. http://med.stanford.edu/news/all-news/2018/10/study-identifies-link-between-dna-protein-binding-cancer-onset.html
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