瑞典Karolinska Institute的研究人員近日在《Nature Biotechnology》期刊上發表了一種新穎的定序方法。利用這種方法，人們能夠繪製出DNA在細胞核中的空間組織結構圖，進而揭示出哪些基因體區域發生突變和DNA損傷的風險更高。

人體內的大多數細胞都含有大約2米長的DNA。如此長的DNA並不是雜亂地繞成一堆，而是分成46份（也就是46條染色體）。它們佔據了細胞核內的不同區域，這被稱為染色體領域（chromosome territory）。

基因體的各個部分在空間上如何排列，這強烈影響了它們如何被細胞的轉錄元件讀取。不過到目前為止，人們還未深入探索單個基因在細胞核三維空間內的空間排列。

於是，Karolinska Institute和SciLifeLab的研究人員開發出一種新的基因體定序方法，名為GPSeq（Genomic loci Positioning by Sequencing）。利用這種方法，他們可以獲得高解析度的放射狀影像，說明DNA在細胞核內的空間排列方式。

GPSeq方法的原理是從細胞核外周向中心逐步切割DNA，然後對產生的切割位點進行定序。之後，他們利用數學模擬來重建基因體的3D結構，並尋找各個基因位於細胞核徑向的哪個位置，以及它們彼此之間的關係。

Karolinska Institute的共同通訊作者Magda Bienko和Nicola Crosetto博士認為，不同類型染色質的空間排列與他們想像的不一樣。

Bienko博士表示：“讓我們驚訝的是，排列圖像並不像我們想像的那麼簡單：所有非活性染色質都位於細胞核的外周，而活性染色質都位於中心。相反，從細胞核的外圍到中心，活性逐漸增加，即使在細胞核的最中心也可以發現非活性染色質”。

Crosetto博士解釋說，了解不同的基因體區域在細胞核內的位置，可以幫助人們繪製最有可能發生DNA損傷和突變的地方。他表示：“我們發現在不同類型的癌症中經常遇到的DNA突變集中在核外圍的非活性染色質區域，這可能與許多誘變劑來自細胞外有關，另一方面來看，細胞核的中心區域往往會發現DNA斷裂和基因融合，這可能是由於此區域的轉錄層級較高。”

(生策會編譯)