遺傳密碼千變萬化 聚焦免疫細胞基因變異

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科學家透過基因體研究將遺傳密碼的數千種變異與人類疾病聯繫起來。但是,人們並不容易了解這些變化如何影響細胞功能,或者如何採取預防措施以降低風險或治療疾病。

為了解決上述問題,由美國 La Jolla 免疫學研究所的 Pandurangan Vijayanand 副教授所率領的研究團隊歷經四年建立了一個名為「免疫細胞表現、表現數量性狀基因座和表觀遺傳體學的資料庫」(database of immune cell expression, expression quantitative trait loci [eQTLs] and epigenomics,縮寫為 DICE),使得世界各地的研究團隊能輕鬆地探索基因、細胞類型或疾病相關的數據。

近日,為了確定遺傳變異對免疫系統的影響,該研究團隊首先從 91 名健康捐獻者的血液樣本中分離出不同類型的免疫細胞。然後,他們評估了其特異性基因體變異,並使用 RNA 定序確定每種細胞類型的基因活性。其中,包含 13 種免疫細胞的基因活性圖譜,並且鑑定出 12254 個獨特基因的Cis–eQTL,其中有 41 % 的基因僅在單細胞類型中呈現其順式(Cis)與基因型態有極大的相關性,該研究結果刊登於《Cell》。

該研究團隊也現特定免疫細胞基因活性在不同性別中存在顯著差異,以及特定免疫細胞的基因變異會影響附近基因的表現,因此,若使用全血不會發現發現的獨特差異。

此外,他們也發現,特定免疫細胞似乎特別容易出現與過去全基因體關聯研究(genome-wide association studies, GWAS)中發現的單核甘酸多型性 (single nucleotide polymorphisms, SNPs)相關的差異表現基因。例如,他們發現 NAB1基因表現與罕見的原發性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis)有關,該病受到先天性自然殺手細胞中基因型的影響。

雖然 DICE 已經是一個寶貴的資源,但該研究團隊團隊承認該圖譜並不完整,因此他們仍努力在資料庫中,增加更多的活化細胞類型以及更罕見的免疫細胞類型的基因體和表觀遺傳的數據。此外,他們也會擴展既有免疫細胞的數據,包括新型訊息、表觀遺傳圖譜,將有助於確定基因調控變異的位置。

延伸閱讀:血漿蛋白質遺傳圖譜首次公開 疾病研究更進一步

參考資料:
1. Cell, 2018; DOI: 10.1016/j.cell.2018.10.022
2. https://dice-database.org/

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