找基因突变，发高分文章，有套路吗？

找基因突变，发高分文章，有套路吗？

原创 2017-03-09 Dr.L 吉凯基因

吉凯基因

 

有种说法叫做肿瘤是种基因病。无论什么肿瘤，在发生发展的不同时期都存在基因组的特异变化（突变），从而失去了对细胞生长的正常调控，导致了细胞的异常增生。

著名的癌症基因图谱（Cancer Genome Atlas，TCGA）计划，就是通过收集分析人类癌症中多种变异的分子特征，将人类全部癌症的基因组变异图谱绘制出来，并进行系统分析，目前已经发现了近1000万个癌症相关突变。大家在临床上，也常常会观察到某种突变和疾病的发生、病人的耐药有着密切的联系。

突变很重要，但是突变研究又很难！为啥？因为一方面可以检测到的突变太多太多，有关键作用的突变却仅仅是极少数，大海捞针既看实力也看运气；另一方面突变研究的模型比较难构建。那么如何去研究这些突变影响疾病形成与发展的机制呢？听小编给你道来。

CRISPR/Cas9基因编辑

说到突变研究，就不得不提到近年来非常火热的CRISPR/Cas9系统。它通过Cas9蛋白在gRNA（guide RNA）的引导下完成对DNA的定点切割，产生DNA的插入或删除，或定点编辑，不引入任何外源的片段。因此Cas9系统是研究基因突变的最佳搭档。来看看这篇文章，作者利用Cas9系统，将原代肠上皮细胞中几个关键基因（APC、SMADA4、TP53、KRAS、PIK3CA）改变了几个碱基，就模拟了细胞癌变的过程，成果发表在了「30分的Nature Medicine」上面，成了人生赢家，可见Cas9基因编辑的威力。随着技术的不断发展，越来越多的文章都开始尝试使用这种方法去研究基因突变对疾病的影响。

但是利用Cas9系统构建突变细胞株常常需要挑选几十甚至几百个单克隆细胞筛选成功突变的细胞克隆，操作复杂，成本也很高，大部分实验室都需要花大量的时间去优化实验条件，但往往因为细胞转染效率、克隆形成能力或者基因本身的限制，很难得到成果。那么如果暂时用不了Cas9，但又有非常有意思的突变想要去研究，怎么办呢？这里也有几种替代的方法，当然就不如Cas9一样完美啦。

功能缺失型突变

也就是突变结果导致了基因功能的缺失（常见于DNA片段的缺失、移码突变及重要功能区域的错义点突变等等）。如果您找到的突变体属于这一种，那么找一株野生型的细胞，用RNA干扰的方法去模拟基因沉默的结果，就能间接的说明问题。

功能获得型突变

也就是突变结果导致了基因功能的获得，比如说蛋白质的持续激活（常见于肿瘤耐药的研究）。最简单的做法是找一株野生型的细胞，直接过表达突变基因（同时过表达野生型做对照），根据表型就可以确定突变体的功能了。这类的文章有很多，比如这篇「16分的Cancer Discovery」，研究乳腺癌中HER2基因突变对肿瘤增值与药物敏感性的影响（2013, 3(2): 224-237.）。

如果既是功能获得性突变，又找不到野生型的细胞株怎么办呢？曲线救国也可一试，直接RNAi突变体，看看表型是不是变化了。比如这篇「4分的Molecular cancer research」（2005, 3(7): 413-423.），研究胰腺癌中Kras突变，就是通过干扰Kras突变体，来反向说明突变体功能。有兴趣的同学可以找来看看。

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总结一下，研究突变，有钱或有能力有精力的可以用最完美的新技术CRISPR/Cas9，不然就退而求其次用后面的经典办法，虽然逻辑上不完美，但CRISPR/Cas9技术出现前的很多年研究者都是这样去做的，所以也没有什么大问题。追求高分的最好用前一种办法，或者先用后面经典方法先筛选到关键突变了再用前一种办法去验证。今天就和大家分享到这里。做突变体研究的套路，你会用了不？

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