自人類基因組計畫（Human Genome Project）在 2003 年宣告完成解序後，次世代定序（Next Generation Sequencing）蓬勃發展，現在我們已經能夠用不到千元美金的成本取得個人的基因組序列。未來我們更可以透過參照序列資訊，進行個人化的診斷、治療或預防。然而序列的比對只能讓我們判斷是否基因組有重大的變異，對於真正決定細胞型態與個體表現型的「轉錄調控」與「轉譯後修飾」，或是不同個體之間遺傳多型性（genetic polymorphism）的交互比對，現在也才剛要起步。
由美國布洛德研究院（Broad Institute of MIT and Harvard）Kristin G. Ardlie 與西班牙基因體調控中心（Center for Genomic Regulation）Roderic Guigó 共同帶領的龐大跨國團隊－GTEx Consortium，正致力於建立在不同組織或個體中轉錄體多樣性（transcriptome variation）的資訊，稱之為 GTEx 計畫（Genotype-Tissue Expression project），在今年5月的《科學》期刊上發表了一系列的成果。他們蒐集 175 位捐贈大體上的 54 種組織，分析並比對了多達 1641 組 RNA 序列，定義出許多與組織特異基因表現（tissue-specific expression pattern）的序列特徵。他們找到來自不同個體的同一種組織都有一小群基因專一的表現，就像該組織的標記一樣。而那些不同個體之間高度變異的致病基因表現，則大多與個體的性別、種族、年齡相關。
GTEx 協會認為在大部份的組織中，特定基因的轉錄是推動細胞特化最主要的因素，而轉錄後的 RNA 選擇性剪接（RNA alternative splicing）也會協助特化。然而他們也發現大腦中的轉錄體與一般組織不同，大腦中的RNA的剪接更頻繁且多樣，將有助於定義個體之間表現型的差異。GTEx 協會同時也針對選擇性剪接造成的蛋白質片段多樣性進行分析，發現這些截斷蛋白（truncated protein）的變異也是影響組織特異基因表現的因素之一。
個體基因組的取得在現代已非難事，透過各種高通量定序例如全基因體定序分析、外顯子定序分析、轉錄體定序分析、甲基化定序分析等等的定序。將可以獲得每個人的基因密碼。但是如何計算分析及比較這些累積的大數據，連結到對應的生物意義卻是浩大工程。生物資訊學的演算法不斷的推陳出新，加上更多的細胞分子機制被建立，相信不久的將來我們能夠將這些大數據更準確地預測分析及整合。在此，GTEx 協會將在轉錄體定序分析中扮演重要的角色。其跨個體及組織的基因表現譜整合基因型分析將提供更準確的醫療診斷。
撰稿人 | 張捷
文章連結：Melé, M., Ferreira, P. G., Reverter, F., DeLuca, D. S., Monlong, J., Sammeth, M., … Guigó, R. (2015). The human transcriptome across tissues and individuals. Science (New York, N.Y.), 348(6235), 660–665. DOI: 10.1126/science.aaa0355
參考資料：
- Pennisi E. (2015). New database links regulatory DNA to its target genes. Science, 348(6235), 618-619. DOI: 10.1126/science.348.6235.618
- Gibson G. (2015). GTEx detects genetic effects. Science, 348(6235), 640-641. DOI: 10.1126/science.aab3002
- The GTEx Consortium. (2015). The Genotype-Tissue Expression (GTEx) pilot analysis: Multitissue gene regulation in humans. Science, 348(6235), 648-660. DOI: 10.1126/science.1262110
- Rivas, M. A., Pirinen, M., Conrad, D. F., Lek, M., Tsang, E. K., Karczewski, K. J., … MacArthur, D. G. (2015). Impact of predicted protein-truncating genetic variants on the human transcriptome. Science (New York, N.Y.), 348(6235), 666–669. DOI: 10.1126/science.1261877
圖片來源：DOI: 10.1126/science.aab3002
