單核苷酸多型性

海量基因解析:類風濕性關節炎治療新藥開發

海量基因解析:類風濕性關節炎治療新藥開發(Genetics of rheumatoid arthritis contributes to drug discovery)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源:関節リウマチに対するゲノム創薬手法を開発

類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis),是引發關節發炎或破壞的一種自體免疫疾病(autoimmune disorder),在日本估計約有70~80萬的患者,在台灣約有1%成人罹患該病症。類風濕性關節炎的發病,除了抽菸等環境因子,也與許多遺傳基因有關聯。個體間基因序列有差異,稱為基因多型性(genetic polymorphism)。現今國內外已完成許多基因體解析,偵測到許多與類風濕性關節炎發病的關聯性基因區域(gene region),換言之,類風濕性關節炎與基因多型性有關。

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罹患類風濕性關節炎的手部
圖片來源 : 維基百科

但是,到目前為止,研究機關大多以特定族群為對象個別進行研究。如果能將各研究資料統整,進行海量資料(big data)解析,將能偵測到更多與類風濕性關節炎發病有關聯的基因區域,有助於病因解析或治療藥物的開發。

日本理化學研究所等國際研究團隊,得到世界一流大學及研究機構的協助,統整到目前為止的類風濕性關節炎全基因組關聯分析(genome-wide association study)研究資料,以進行海量資料解析。這個包含亞洲人及歐洲人10萬人以上的樣本,以及約1000萬筆單核苷酸多型性(single nucleotide polymorphism)數據所構成的海量資料,經解析後發現,101個基因區域之單核苷酸多型性,與類風濕性關節炎的發病有關聯。其中有42個基因區域為本次研究新發現。另外發現,這些基因區域的核苷酸多型性當中,具基因變異比無基因變異者,易於罹患類風濕性關節炎,達到1.1~1.5倍的程度。

接著,詳細比較類風濕性關節炎相關基因及多樣性生物學資料庫,結果發現,類風濕性關節炎的部分相關基因,與原發性免疫不全症候群或血友病的關聯性基因具有共通性。並且發現,調節性T細胞DNA,調控基因表現區域,與類風濕性關節炎的相關基因區域重疊;各種細胞介素訊息(cytokine sigmal)如第十白介素(interleukin-10;IL-10)、干擾素(interferon)等,與類風濕性關節炎發病有關。

劍橋參考序列 (CRS)

劍橋參考序列 (Cambridge Reference Sequence,CRS)
國立臺灣大學醫學系呂明軒、臺北市立建國高中劉翠華教師

劍橋參考序列 (Cambridge Reference Sequence,CRS)是最廣為採用的人類粒線體 DNA 序列參考標準。

英國劍橋大學桑格博士 (Dr. Fred Sanger)是生物大分子研究領域的巨擘,發明了蛋白質與核酸的定序方法,於 1958 與 1980 年兩度獲得諾貝爾化學獎的殊榮。桑格博士的團隊於 1981 年首次發表人類粒線體 DNA (mt DNA) 全長約 $$16569$$ 個鹼基對,此序列稱為劍橋參考序列。

基因掃描與DNA檢測(Genetic Screening and DNA Test)

基因掃描與DNA檢測(Genetic Screening and DNA Test)
臺北市立松山高級中學生物科莊雪芳老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

一種生物的基因體(genome)是指該生物染色體上所有的遺傳物質,其大小常採用鹼基對的數目來表示。蛋白質體(proteome)則是指一個基因體的全部蛋白質產物及其表現情況。許多基因經過轉錄和轉譯作用後,產生的蛋白質不只一種,其原因主要有兩點:一是單一基因在轉錄成mRNA時發生選擇性剪接,導致有不同的外顯子組合,因而產生不同的蛋白質。另一是轉譯後的蛋白質經修飾,使得蛋白質有更多不同的結構和功能,故蛋白質體比基因體要複雜多了。此外,人類基因體的 30 億個鹼基中,大約每個 100 到 300 個鹼基就可能出現一處單一核苷酸(A、T、C、G)發生變異,因而使得 DNA 序列也隨之改變,稱為單核苷酸多型性(single nucleotide polymorphism,SNP)。因此,個體間 DNA 的構造雖然非常相似,但微觀下其差異卻非常大,導致了個體間顯著的差異。人類基因體解碼後,發現不同個體間的序列極為相似,其中僅有 0.1% 的差異,此些微的差異決定了每個人的身高、膚色、體型等各方面的差異,也決定了我們的體質是否容易罹患某些疾病等不同特點。