生物通報(bào)道：來自深圳華大基因研究院，華南理工大學(xué)，丹麥哥本哈根大學(xué)等處的研究人員發(fā)表了題為“Structural variation in two human genomes mapped at single-nucleotide resolution by whole genome de novo assembly”的文章，通過全基因組組裝數(shù)據(jù)檢測了人類基因組結(jié)構(gòu)變異（SVs），這一研究成果公布在Nature Biotechnology雜志上。

這項(xiàng)研究由華南理工大學(xué)與深圳華大基因研究院基因組科學(xué)創(chuàng)新班完成，文章的通訊作者是華大基因的王俊博士，*作者包括華南理工大學(xué)2007級本科生羅銳邦（特種兵團(tuán)負(fù)責(zé)人羅銳邦解析千人基因組計(jì)劃）等，其他作者還包括華南理工大學(xué)2010級碩士生黃樹嘉、2007級本科生張帆等。華南理工大學(xué)與深圳華大基因研究院基因組科學(xué)創(chuàng)新班成立于2009年，主要由華南理工大學(xué)從生物、計(jì)算機(jī)、軟件、數(shù)理等專業(yè)中選拔了一些有科研潛力的大二、大三學(xué)生，送到深圳華大基因研究院，學(xué)生們邊學(xué)習(xí)邊從事科研工作，這種創(chuàng)新的模式受到了廣泛的關(guān)注，Nature雜志還曾發(fā)文探討這一現(xiàn)象。

據(jù)報(bào)道，在這篇文章中，研究人員利用新一代測序技術(shù)獲得的全基因組組裝的短片段構(gòu)建了一個(gè)亞洲人和一個(gè)非洲人詳盡的結(jié)構(gòu)變異圖譜，為人類基因組結(jié)構(gòu)變異檢測提供了一種新方法——基于全基因組組裝的結(jié)構(gòu)變異檢測，該方法與其他檢測方法相比具有性價(jià)比高、速度快等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)稱這一方法可檢測到1-50kbp范圍內(nèi)不同長度的結(jié)構(gòu)變異，包括插入、缺失、倒置、基因重排等。

研究人員首先在亞洲人和非洲人的個(gè)人基因組組裝區(qū)域共檢測到27萬多個(gè)結(jié)構(gòu)變異，并對這些變異進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，該方法具有高準(zhǔn)確度的特點(diǎn)。同時(shí)，研究人員還對這些結(jié)構(gòu)變異的特性和生物學(xué)作用相關(guān)方面進(jìn)行了研究。為了推斷結(jié)構(gòu)變異在人群中的頻率分布，研究人員對106個(gè)“千人基因組計(jì)劃”（1000 Genomes Project）中的個(gè)體進(jìn)行了基因組結(jié)構(gòu)變異的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)與SNPs相比，SVs一般呈現(xiàn)出更強(qiáng)的負(fù)向選擇，證明其比SNPs具有更強(qiáng)的個(gè)體特異性。SVs的高度特異性將有助于研究人員進(jìn)行人類表型差異研究。

這項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，基于基因組重測序構(gòu)建的相關(guān)圖譜在準(zhǔn)確度上還是會有所偏差，所以研究人員建議在以后的人類基因組研究工作中，能夠進(jìn)行基于從頭組裝的全基因組研究，這樣會使研究結(jié)果更加準(zhǔn)確及可靠，尤其是醫(yī)學(xué)基因組及相關(guān)領(lǐng)域的研究。

人類遺傳變異被Science雜志評為2007年世界科技突破之一。近年來人類基因組中的大量變異被發(fā)現(xiàn)，研究這些變異不僅有助于揭示許多復(fù)雜疾病和個(gè)體性狀的遺傳學(xué)機(jī)制，也能夠加快個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展。這一研究證實(shí)，基于全基因組組裝的結(jié)構(gòu)變異檢測方法是可行的，而且具有準(zhǔn)確度高、檢測SV長度范圍廣以及可以更好的檢測到一些更復(fù)雜的SV序列等優(yōu)勢。該研究對全面理解結(jié)構(gòu)變異和它們對基因組進(jìn)化和生物學(xué)方面的影響具有十分重要的意義。

原文摘要：

Structural variation in two human genomes mapped at single-nucleotide resolution by whole genome de novo assembly

Here we use whole-genome de novo assembly of second-generation sequencing reads to map structural variation （SV） in an Asian genome and an African genome. Our approach identifies small- and intermediate-size homozygous variants （1–50 kb） including insertions, deletions, inversions and their precise breakpoints, and in contrast to other methods, can resolve complex rearrangements. In total, we identified 277,243 SVs ranging in length from 1–23 kb. Validation using computational and experimental methods suggests that we achieve overall <6% false-positive rate and <10% false-negative rate in genomic regions that can be assembled, which outperforms other methods. Analysis of the SVs in the genomes of 106 individuals sequenced as part of the 1000 Genomes Project suggests that SVs account for a greater fraction of the diversity between individuals than do single-nucleotide polymorphisms （SNPs）. These findings demonstrate that whole-genome de novo assembly is a feasible approach to deriving more comprehensive maps of genetic variation.

來源：生物通