三位大师阐述高通量和群体测序对临床研究的影响以及他们在未来医疗中扮演的角色
引言
测序技术已大大超出了CarlosBustamante、StephenKingsmore和JohnMattick三位博士的预期。如果你在他们职业生涯刚开始时询问他们，是否有一天我们能在一天内测序人类全基因组，他们的反应分别是：“疯言疯语！”，绝对不可能”以及“做梦也不敢想”。尽管测序创新的速度让他们惊讶，但每个人都迅速采用了新一代测序（NGS）和如今的群体测序，以便推进他们的科研和转化工作。作为遗传学和生物医学数据科学的教授和斯坦福计算机、进化和人类基因组学中心的创始主任，Bustamante博士正利用群体测序来了解古代和种族亚群中的遗传变异。Kingsmore博士最近新任Rady医院基因组医疗研究所的总裁兼CEO，他正利用测序来开发儿童基因组医疗的证据基础。作为Garvan医学研究所的执行主任，Mattick博士正带头利用群体测序数据开展研究和临床应用。iCommunity此次与Bustamante、Kingsmore和Mattick三位博士对话，聊聊他们的团队如何利用高通量的人类全基因组和群体测序来推进科研和转化研究，融合“组学”和表型数据的数据库的要求，以及将这一信息转化成对临床环境有用的格式所面临的挑战。
从左到右：CarlosBustamante博士是遗传学和生物医学数据科学的教授，以及斯坦福计算机、进化和人类基因组学中心的创始主任；StephenKingsmore博士是Rady医院基因组医疗研究所的总裁兼CEO；JohnMattick博士是Garvan医学研究所的执行主任。
在您刚成为科学家时，测序技术是什么样的？JohnMattick(JM)：我对测序的第一印象是看见放射自显影图上的条带。这是分子生物学的早期。我们正在克隆和测序基因。我当时认为，我们是高手。我们只能从胶上读取几百个碱基，之后条带挨得太近无法区分。我们组装成1-2kb长的序列，每条序列都能发一篇论文。现在回头看，这似乎太原始了。
StephenKingsmore(SK)：我的测序体验是从放射性的p32标记以及琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶开始的。一个了不起的测序反应是个核苷酸，而那要花去大半天。
CarlosBustamante(CB)：我成为科学家时，自动化测序正在开发中，因此我开展了一些手动测序，之后在第一代测序仪上进行大量的测序。我初次体验是在史密森学会实习时，他们刚刚建立了分子系统学实验室。那时，测序多名个体的几个基因可是大工程。
当工具改进时，您的测序方法如何改变？CB：一开始，我们将每个片段的数据都看得很宝贵。当Celera开始进行早期的外显子组测序时，他们对20万个样品进行PCR，并测序39个人的2万个基因。我想，“这是一个数据集！我们一直在等待这个。”我们停下了手头的工作，花了4-5年的时间来研究这39个外显子组，并发表了8-9篇论文，以不同的方式分析数据。这种思维模式已经被颠覆了。如今，我们利用NGS不断地快速生成数据，然后担心它意味着什么。
当新一代测序（NGS）工具被引入时，您多快将其引入研究？CB：NGS快速成为我们研究中的重要工具。我们是猕猴和猩猩基因组计划中的一部分，其中我们分析多态性数据。我们也是千人基因组计划最初的分析小组之一，设计美洲的采样，确定2x-4x测序的价值，以及变异频率的界限。
SK：NGS系统上市没多久，我们就开始使用了。那是激动人心的日子。我们将邮件收发室改为NGS实验室。关于人类基因组，人们知道得还不多，因此我们每项研究都在发现新东西。
JM：多年来，我一直是基因组学新技术的早期采用者。与CraigVenter一样，我是MolecularDynamics的Megabase测序仪的早期客户之一。Garvan研究所是最早购买HiSeqX?Ten系统的3家机构之一。
“获得精确变异信息的唯一的方式是获取数十万个基因组的准确变异信息，这样我们才能评估我们所看到的每个变异的频率。”
您早期的测序工作如何影响您目前研究的重点？CB：在早期，我们研究感兴趣的基因中的多态性和变异。在我的博士论文中，我分析了当时最大的基因组数据集，它包括对多只果蝇测序的25个果蝇基因和对多株植物测序的15个拟南芥基因。我们查看氨基酸的差异以及有利和有害突变的积累。从那时起，我开始考虑创建人类序列的大型数据集，这样我们就能以同样的方式分析。
SK：在国家基因组资源中心的时候，我们利用早期NGS来测序植物和病原体的转录组，后来是基因组，并开始测序人类样品。我们中的一些人认识到，我们在科研环境中开展的研究不久将会影响医疗保健。在环顾全国之后，3个人去了堪医院，建立第一批儿科基因组学医疗中心，并开始进行转化研究。我目前在Rady医院的基因组科学研究所，在这里我们将更进一步，北京中科医院是假的吗北京白癜风康复中心
