艺术家对DNA分子的渲染，可以用CRISPR重新设计以测试突变。
对有意改造为BRCA1基因的近4,000个突变进行的新的科学分析将立即使正在接受基因检测的人患乳腺癌或卵巢癌风险。
这项研究发表在9月12日的科学期刊“自然”杂志上。该研究的其他数据已在线提供。请参阅自然报纸
Jay Shendure和Lea Starita是华盛顿大学医学院基因组科学系的教授，是资深作者。Shendure指导西雅图的Brotman Baty精密医学研究所，这有助于支持该研究。Starita共同指导Brotman Baty先进技术实验室。Shendure也是Howard Hughes医学研究所的调查员。
Greg Findlay，医学博士/博士。在威斯康星大学医学院的医生 - 科学家培训项目的学生领导了这项研究，题为“用饱和基因组编辑准确分类BRCA1变体”。
美国国家癌症研究所的斯蒂芬查诺克写了一篇关于这项研究的自然评论。它也出现在自然新闻中，“巨大的基因筛选工作有助于确定癌症的根源。”
BRCA1基因抑制肿瘤，但是它的确切机制尚不完全清楚。已知该基因中的某些突变使女性易患乳腺癌和卵巢癌。如果健康的女性接受基因检测并发现癌症易感突变，手术或更频繁的筛查可以大大降低她患这类癌症的风险。
然而，许多正在接受乳腺癌和卵巢癌遗传筛查的女性了解到她们的BRCA1基因含有一种不确定的变异。这是一种目前尚不会导致癌症的突变，但理论上可以。BRCA1是一个研究得非常好的基因，但目前有数千种突变属于这一类。它们对癌症风险的影响尚不清楚。
“例如，”Shendure说，“我可能会对一名女性的BRCA1基因进行测序，并观察到她有一个突变，但我不知道这种突变是否会导致患乳腺癌的风险增加，或者是否会完全无害。“
科学家在他们的报告中写道，这些具有不确定意义的变异从根本上限制了患者遗传信息的临床效用。Findlay说，有一个问题是，在基因检测过程中，没有发现含有确实导致癌症变异的女性，因此没有提供可能使她们避免乳腺癌或在更易治疗的阶段检测出乳腺癌的选择。
在过去的十年中，仅在美国就有数百万妇女对BRCA1基因进行了测序。1990年遗传学家和流行病学家玛丽 - 克莱尔金（Mary-Claire King）在审查了乳腺癌遗传模式后提出了基因突变可以解释某些乳腺癌病例的想法，以及BRCA1基因在17号染色体上的定位。家庭。King于1995年加入威斯康星大学医学院。
“经常有女性接受BRCA1突变检测，因为她们有乳腺癌或卵巢癌的家族史，”Starita说。“要知道他们在这种癌症易感基因中有遗传变异，但医生不知道它意味着什么，不能减轻他们的压力或焦虑。”
Shendure说：“BRCA1测试的挑战，以及更普遍的基因测试，即使基因组测序的成本急剧下降，我们仍然难以解释信息的含义。” “我们已经承诺10年或15年的精准医学的前提是，我们将对普通公民的基因组进行排序，并且这些信息将改善他们的健康结果。我们希望这项新研究能够让我们更接近实现这一承诺。“
为了帮助临床医生和患者获得有关遗传变异的更好信息，Findlay开发了一种称为饱和基因组编辑的研究方法。这种方法依赖于CRISPR，这是一种切割DNA链以修饰其序列的酶工具。有了它，他们对BRCA1基因进行了数千次微小的修改，甚至是人类尚未见过的变化。然后科学家测量了每个突变的影响，看看哪些突变导致人类细胞在盘子中生长出来。
研究人员说：“能够在单碱基DNA水平上分解它是非常令人兴奋的。” “我们发现您可以在实验室中研究BRCA1基因的变化，并且它们以惊人的准确性反映了该变体患者的情况。即使我们正在研究培养皿中的细胞，当我们对这些细胞的基因组进行更改，并查看正确答案所在的位置时，它们几乎总是与我们在患者身上观察到的一致。
以前只能检查几种不同的突变。现在，将基因编辑成无数版本的方法使我们更容易理解DNA的功能。
“我们基本上将BRCA1基因关键区域的所有可能变化分类为或者表现得像致病突变，”Findlay说。研究人员需要大约六个月的时间来测试近4,000个突变。他们正在扩展这项工作，以涵盖未来几年的整个BRCA1基因。
研究人员正在通过Brotman Baty数据库快速发布新的可用变异信息，以帮助患者和临床医生试图找出测试结果可能意味着什么。
“我们的希望，”Starita说，“这个数据库将继续增长，并将成为指导可操作变体解释的中心点，因为它们最初是在女性中观察到的。”
Shendure补充说：“在盘子里学习将会发生什么样的生活，呼吸人类大规模的能力，为医学遗传学开辟了许多可能性。” 科学家计划将饱和基因组编辑方法应用于其他癌症风险基因。
“这项研究是一个蓝图，”芬德利指出，“如何测试对人类健康有重大影响的重要基因的罕见突变。”
本周在自然界报道的工作得到了Brotman Baty精密医学研究所，国立卫生研究院先锋奖（DP1HG007811）和国家癌症研究所（F30CA213728）的培训奖。
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