Brock Peters 博士, 華大智造旗下公司Complete Genomics(以下簡(jiǎn)稱(chēng)CG)高級(jí)研發(fā)主管,在CG工作近12年。
他早年在約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院獲博士學(xué)位,曾在基因泰克(Genentech)公司參與癌癥突變基因編錄相關(guān)工作。作為癌癥遺傳學(xué)專(zhuān)家,他對(duì)研究全基因組測(cè)序之于腫瘤學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用充滿(mǎn)熱情——研究表明癌癥腫瘤的突變譜與最有效的藥物種類(lèi)之間存在相關(guān)性。他與華大智造的首席科學(xué)家 Rade Drmanac博士一起專(zhuān)注于實(shí)現(xiàn)高精度基因組,并一同推出 stLFR (single tube long fragment reads)技術(shù), 他使用該技術(shù)對(duì)不同的基因組進(jìn)行測(cè)序,其中包括一個(gè)非常特殊的測(cè)序?qū)ο蟆膼?ài)犬Jackson。
您最早如何與基因測(cè)序技術(shù)結(jié)緣?
我讀研究生的時(shí)候,師從Bert Vogelstein(癌癥基因組學(xué)領(lǐng)域先驅(qū), 霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員)和Ken Kinzler(約翰霍普金斯大學(xué)教授,悉尼·坎摩爾綜合癌癥中心路德維格中心主任)。他們很早就堅(jiān)信癌癥具有遺傳基礎(chǔ),并且是最早一批闡釋癌癥遺傳基礎(chǔ)的前沿人士之一。除此之外,他們?cè)陂_(kāi)發(fā)利用DNA的技術(shù)方面也有非凡的智慧。從我在實(shí)驗(yàn)室與他們一起共事開(kāi)始,就真正地愛(ài)上了基因科學(xué),并堅(jiān)信人類(lèi)疾病的病因都是具有遺傳基礎(chǔ)的,自然而然地,我也對(duì)基因組測(cè)序技術(shù)產(chǎn)生了興趣。
stLFR技術(shù)的創(chuàng)新是如何提高測(cè)序的準(zhǔn)確性和成本效益的?
Rade是我們的首席科學(xué)家,一段時(shí)間以來(lái),我和他一直在努力實(shí)現(xiàn)高精度基因組測(cè)序——接近無(wú)錯(cuò)誤無(wú)參考的測(cè)序和組裝。我們認(rèn)為stLFR技術(shù)、更長(zhǎng)的CoolMPS reads和先進(jìn)的組裝算法是實(shí)現(xiàn)高精度基因組的必要因素。從根本上說(shuō),尤其是以二倍體的方式組裝方式,相比依賴(lài)于參考基因組進(jìn)行組裝,單獨(dú)組裝是更具性?xún)r(jià)比的策略。這會(huì)使變異位點(diǎn)檢測(cè)的計(jì)算成本更低,準(zhǔn)確度更高。
我們聽(tīng)說(shuō)您使用stLFR技術(shù)來(lái)分析許多不同的基因組,也包括您的寵物狗Jackson的基因組。你發(fā)現(xiàn)了什么?
我之所以對(duì)Jackson的基因組進(jìn)行測(cè)序,很大程度是因?yàn)槊看挝以谘葜v時(shí)展示它照片的時(shí)候,人人都喜歡它。
不出所料,Jackson的部分基因未在參考犬基因組中找到,大多數(shù)人類(lèi)的基因組也是這種情況。我至今仍不清楚,這些未在參考犬基因組中找到的DNA片段在Jackson成長(zhǎng)為現(xiàn)在的個(gè)體中所起到什么作用。我們也正在嘗試使用Jackson基因組中的這些片段來(lái)填補(bǔ)參考狗基因組中的一些空白。從更具娛樂(lè)性的遺傳學(xué)角度來(lái)看,Jackson的基因組變異位點(diǎn)與它出色的靈活性和速度相關(guān),這點(diǎn)我已經(jīng)可以證明,它的母親是純種大麥町。這很令人意外,因?yàn)槲覀兪震B(yǎng)他時(shí),被告知它的主要血緣是拉布拉多犬。雖然還不知道它父親的品種,但它絕對(duì)是多種品種的雜交,并且其中似乎沒(méi)有一種品種是拉布拉多犬。
對(duì)于人類(lèi)而言,如何使用stLFR技術(shù)幫助不同人群建立更好的參考基因組?
這是一個(gè)很好的問(wèn)題。我認(rèn)為遺傳學(xué)領(lǐng)域仍在試圖明晰參考基因組的意義,因?yàn)樵趥€(gè)體中發(fā)現(xiàn)了大量的變異基因。這就是為什么我們利用stLFR技術(shù),發(fā)起了一個(gè)盡可能完整和準(zhǔn)確地收集、測(cè)序和編錄許多不同種族的人類(lèi)變異基因的項(xiàng)目。我們將免費(fèi)提供所有產(chǎn)出的數(shù)據(jù),希望有助于遺傳學(xué)界了解“如何更好地構(gòu)建人類(lèi)參考基因組”。
您認(rèn)為在腫瘤學(xué)中使用全基因組檢測(cè)相比傳統(tǒng)診斷檢測(cè)有什么優(yōu)勢(shì)?
雖然對(duì)于某些癌癥來(lái)說(shuō)目前還沒(méi)能看到明顯的優(yōu)勢(shì),但是目前對(duì)于許多癌癥類(lèi)型來(lái)說(shuō),全基因組測(cè)序已經(jīng)能夠有效地幫助某些癌癥的治療甚至治愈。我們所看到最令人驚奇的事情之一是,即使腫瘤位于完全不同的身體區(qū)域,攜帶具有某些突變譜的腫瘤的個(gè)體也會(huì)對(duì)相同的藥物做出反應(yīng)。這進(jìn)一步說(shuō)明了解癌癥遺傳背景的重要性。
您認(rèn)為華大智造的技術(shù)為生物研究和人們的生活帶來(lái)哪些影響?
簡(jiǎn)單地說(shuō),會(huì)帶來(lái)很大的進(jìn)步。我認(rèn)為這是我們的終極目標(biāo)——通過(guò)更好地了解生命的遺傳知識(shí)來(lái)讓我們過(guò)上更好的生活。