有勁的基因資訊

作者：張家豪／有勁基因

　　隨著次世代定序技術的普及，定序價格下降讓愈來愈多學者得以利用這個技術平台進行定序。但是，定序完的資料該如何作分析呢？至於R語言，又和次世代定序有什麼關係呢？

作者：徐嘉妤/有勁基因

　　人體內的微生物對人類健康和疾病影響很大。大家都知道人體內大部分微生物的棲息地是在腸道，因此相關研究至今為止主要也都在分析腸道內的微生物菌相。不過近來也有越來越多研究主題聚焦在人體腫瘤組織及血液中的微生物上。2020年3月的Nature期刊就有一篇論文¹是利用美國癌症基因體圖譜計畫TCGA(The Cancer Genome Atlas)資料庫中來自患者的腫瘤組織、腫瘤周圍組織及血液樣本的全基因體(WGS)和轉錄體(RNA-seq)定序資料²去進行分析研究。

作者：葉佳妤/有勁基因

　　DNA甲基化(DNA methylation)是指DNA分子上的甲基化修飾。原核生物的甲基化修飾有助於DNA複製之後對錯誤配對的修補(Mismatch Repair; MMR)；其經常發生在5′-GATC-3′序列中腺嘌呤(adenosine; A)的N⁶分子上，藉由產生A^N6-CH3來區分新舊股DNA，舊股DNA上有A^N6-CH3修飾而新股無，於是內切酶便能正確切除新股上的合成錯誤，進行DNA的修補。此外，若5′-GATC-3′序列上具有A^N6-CH3的甲基化修飾也能輔助原核生物的限制修飾系統(restriction modification system)去抵禦外來噬菌體的入侵。真核生物的甲基化修飾則常發生在胞嘧啶(cytosine; C)的5號C上，將其轉化為5′-甲基胞嘧啶(5′-methylcytosine; ^5mC)。而在哺乳動物身上，DNA序列的某些特定區域，例如啟動子區域(promoter region)、第一外顯子(first exon)等都是常見的CpG雙核苷酸聚集區域(因此又稱之為CpG島；  CpG island)，這些區域上如果發生了甲基化修飾，一般來說，都和基因調控脫不了關係。

作者：趙宇翔/有勁基因

新生兒溶血症(Hemolytic disease of the fetus and newborn, HDN)

    孕婦和胎兒的血型不合時，由於胎盤的阻隔保護，一般是不會造成問題的；但如果母體因某些原因接觸到不同血型抗原，誘導產生的IgG抗體再通過胎盤進入胎兒體內結合紅血球上的對應抗原，就會引發胎兒的免疫反應，造成溶血，這就是所謂的「新生兒溶血症」；輕者產生貧血、黃疸等症狀，尚可透過光照或是其他積極治療去控制病情，重者則有終身神經系統損壞的後遺症，甚至會危及胎兒性命。

作者：伊喬伶/有勁基因  （有勁基因講座報導系列─游舒涵醫師講座）

案例（二）多次侏儒症胎兒的懷胎病史

作者：許柏洋/有勁基因

　　武漢肺炎來勢洶洶，疫苗何時問世成為大家關注的焦點之一。病毒疫苗，除了傳統疫苗開發方式外，近年興起的基因編輯技術CRISPR/Cas9^備註1也開始被拿來研究應用。病毒，由於其基因體很小，要入侵宿主時往往需要利用宿主細胞上的一些「因子(factor)」，才能順利入侵、複製及傳播；這些宿主細胞上的因子又稱為宿主倚賴性因子(HDF; Host dependency factor)。CRISPR/Cas9基因編輯技術可用來找出並刪掉這些宿主倚賴性因子，藉由降低病毒的入侵感染能力來防治疾病。CRISPR除了被用來阻止病毒感染，也經常應用在預防寄生蟲感染和防止腫瘤惡化等研究上。本文將介紹中國廣東省熱帶疾病研究重點實驗室利用CRISPR尋找弓漿蟲宿主細胞上倚賴性因子的研究成果¹。

作者：黃存操/有勁基因

　　癌症，泛指有「細胞異常增長」特徵的這類疾病。細胞要異常增長，必須得突破正常細胞在生長、複製與遷移上的諸多限制才能做到。除了細胞的異常增長，不同癌症在細胞層次上其實也有著非常不同的特性，此稱之為癌細胞的異質性(heterogeneity)。

作者：伊喬伶/有勁基因  （有勁基因講座報導系列─游舒涵醫師講座）

案例（一）近親生育與胎兒結構異常

作者：張益祥/有勁基因

　　總體基因體學(Metagenomics)的概念是由Jo Handelsman等人於1998年所提出，意指特定環境(如：人類腸道、大自然環境)中所有微生物遺傳物質的總和。次世代定序(Next Generation Sequencing; NGS) 是總體基因體學的工具，透過次世代定序可以研究特定環境下微生物的組成與相對數量的多寡。

作者：鄭翰欽/有勁基因

　　人類基因約有2萬個；這些基因不但會彼此調控還會互相影響。某個基因一旦發生突變，依據突變的嚴重程度與突變基因的種類，對個體會造成不同程度的影響。像緘默突變(silent mutation; synonymous mutation)這類的輕微變異，因為對其所轉譯的胺基酸序列不造成影響，所以並不會改變所製造出來的蛋白質功能。而像移碼突變(frameshift mutation)這類非常嚴重的突變，突變位點之後的胺基酸序列會全部受到影響，以致製造出來的蛋白質因結構改變而失去功能，就會影響個體的生理狀況甚至引發疾病。

作者：何胤嫻/有勁基因

　　從得知懷孕的那刻起，準媽媽們就時不時地關心著胎兒的狀況；從產前非侵入篩檢、高層次超音波等到出生後的各項篩檢，只要能讓孩子健康，都願意做好做滿。產後最讓媽媽又愛又恨的，大概就是母乳哺餵了；現在大部分醫療院所都會鼓勵媽媽餵哺母乳，大力提倡母乳的好處，像是：增加新生兒免疫力、降低腸胃道感染、幫助新生兒腸道以及呼吸道的成熟與發展等¹。然而這些訊息究竟是不是真的，母乳真的有那麼好嗎？