會(huì)誘發(fā)增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)的基因突變

近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志BMC Cancer上的研究報(bào)告中，來(lái)自俄羅斯高等經(jīng)濟(jì)研究大學(xué)的科學(xué)家們通過(guò)研究利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)鑒別出了兩種最常見(jiàn)的DNA結(jié)構(gòu)：莖環(huán)結(jié)構(gòu)（stem-loops）和四重結(jié)構(gòu)（quadruplexes），這兩種結(jié)構(gòu)會(huì)引發(fā)導(dǎo)致癌癥發(fā)生的基因組突變。

早在2000年時(shí)，研究人員就開(kāi)發(fā)出了新一代的測(cè)序技術(shù)（NGS）來(lái)獲取DNA和RNA的核苷酸序列并進(jìn)行研究，該技術(shù)能幫助研究者同時(shí)讀取數(shù)百萬(wàn)個(gè)基因組區(qū)域（利用早期的測(cè)序技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)），如今科學(xué)家們能夠?qū)⑷祟?lèi)基因組（遺傳信息）記錄在一個(gè)大約3.2Gb的文本文件中。

研究者M(jìn)aria Poptsova指出，癌癥是一種基因組疾病，當(dāng)我們對(duì)腫瘤組織中的基因組進(jìn)行測(cè)序時(shí)，我們就能夠看到一系列不同的突變，這些突變有可能是點(diǎn)突變，也有可能是大規(guī)模的突變；比如，點(diǎn)突變會(huì)表現(xiàn)為單一核苷酸的消失或被另外一個(gè)核苷酸所替代；而大規(guī)模的突變則主要表現(xiàn)在部分基因組（從幾個(gè)到幾百萬(wàn)個(gè)核苷酸不等）被剔除、逆轉(zhuǎn)、復(fù)制或插入到不同的基因組區(qū)域，由于這些重排，基因組斷點(diǎn)（genome breakpoints）就會(huì)出現(xiàn)。

文章中，研究者就利用機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)調(diào)查了上述兩種DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)基因組斷點(diǎn)的影響效應(yīng)，研究者發(fā)現(xiàn)，在10種癌癥類(lèi)型超過(guò)2000個(gè)基因組中會(huì)出現(xiàn)大約50萬(wàn)個(gè)基因組斷點(diǎn)，隨后研究者開(kāi)始尋找這些基因組熱點(diǎn)區(qū)域，其被認(rèn)為是頻繁和反復(fù)重新排列的區(qū)域，換句話說(shuō)，也就是風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。研究者表示，似乎莖環(huán)結(jié)構(gòu)模型能夠較好地解釋血液、大腦、肝臟和前列腺癌的斷點(diǎn)熱點(diǎn)特性，而四重結(jié)構(gòu)則能夠較好地解釋骨骼、乳腺、卵巢、胰腺和皮膚癌的熱點(diǎn)特性。

斷點(diǎn)的出現(xiàn)或許并不能通過(guò)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響來(lái)進(jìn)行**解釋?zhuān)渌嫉谋壤辽贋?0%-30%，研究者認(rèn)為，DNA的莖環(huán)結(jié)構(gòu)和四重結(jié)構(gòu)對(duì)斷點(diǎn)進(jìn)化的影響或許依賴(lài)于組織的類(lèi)型，而后者則能通過(guò)表觀遺傳學(xué)因素所確定。研究者M(jìn)aria Poptsova說(shuō)道，目前基因組上有多種生物標(biāo)志物能夠有效區(qū)分不同類(lèi)型的組織，我們正在研究DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)和表觀遺傳學(xué)標(biāo)志物之間的關(guān)聯(lián)，如今有研究人員已經(jīng)觀察到了DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)和表觀遺傳學(xué)標(biāo)記對(duì)點(diǎn)突變的影響，因此本文中研究人員重點(diǎn)分析了斷點(diǎn)的熱點(diǎn)區(qū)域，同時(shí)**研究確定了上述兩種DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響。

最后研究者表示，未來(lái)DNA的四重結(jié)構(gòu)或能用作開(kāi)發(fā)新型療法的潛在靶點(diǎn)，如果藥物治療能夠使其更加穩(wěn)定的話，端粒酶或許就無(wú)法在癌細(xì)胞中發(fā)揮作用，這樣癌細(xì)胞就會(huì)變得非常脆弱了。