遺傳病相關資料庫和軟體（四）：GTEx人類組織表達資料庫

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在確證一個新的致病基因時，常常會想到看這個基因是否有組織特異性表達，這時GTEx資料庫可以幫得上忙。GTEx（the Genotype-Tissue Expression project）稱為「基因型-組織表達計劃」，由國立衛生研究院（NIH）「共同基金」（Common Fund）支持，通過建立一個組織基因型和表達資料庫，以研究遺傳變異與基因表達之間的關係。GTEx數據由約650名已故成年者的全基因組序列和RNA序列組成，每個捐獻者均收集多個組織樣本（例如肺，腦，胰腺，皮膚等）。

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GTEx portal

GTEx資料庫的官方入口在這裡：https://gtexportal.org/home/

然而，為啥這個網站點什麼都沒有反應？等哪天正常了我再來更新一下這個部分。

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UCSC的GTEx入口

想查某個基因的表達，官網又查不了怎麼辦？UCSC是提供了GTEx的查詢入口的。網址在這裡：UCSC的GTEx入口

頁面長這個樣子，請忽略這個模特的姿勢和性別問題。。

可以從上方看出，目前樣本為570個donors，涉及53個器官。左上角可以選GTEx這個track（它是UCSC的track之一）顯示哪些基因，RPKM至少為多少才會顯示出來等等。點右上角的GO回到UCSC Genome Browser。輸入一個不育相關基因SPO11看一下。搜索框敲完基因後等一下，下方會出現一個默認轉錄本，選擇它。然後點擊GTEx那個track看看詳情。

可以看到SPO11在testis（睾丸）中有特異性的表達。假設在尋找致病基因的過程中，研究者不清楚SPO11這個候選基因是否與不育相關，看到這個結果應該心裡會有底得多。

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GTEx數據的用途

截止到2017年，使用GTEx數據資源已發布了超過650篇論文。這裡是nature雜誌的collection，這一個頁面專門介紹了GTEx項目發表的文章。

第一篇題目為「Genetic effects on gene expression across human tissues」，它回答的是遺傳變異如何影響組織內的基因表達。大部分可以導致轉錄水平發生變化的變異是順式eQTL，多位於基因的啟動子、增強子等位置；少部分是反式eQTL，多位於離基因較遠的染色體區域。除了蛋白功能、剪切造成的疾病以外，大多數疾病與基因表達息息相關，搞清楚遺傳突變和基因表達的關係，對於提高臨床診斷率十分重要。

第二篇「The impact of rare variation on gene expression across tissues」講了罕見變異對表達的影響。研究發現，58％的表達異常和28％的過表達異常，基因附近都有位於保守區域的罕見變異。這為基因組和轉錄組聯合進行致病基因定位提供了思路，文章還提供了一個叫做RIVER的R包工具，RIVER。

第三篇「Landscape of X chromosome inactivation across human tissues」討論了基因轉錄和X染色體失活（XCI）。正常情況下，女性兩條XX染色體會被沉默掉一條，然而有時會出現XCI逃逸的情況，至少影響23％的X染色體基因，可能會導致多種表型。

第四篇為「Dynamic landscape and regulation of RNA editing in mammals」，討論了腺苷 - 肌苷（A-to-I）RNA編輯機制。這種機制是ADAR酶介導的轉錄後調控機制，對GTEx數據的解析進一步闡述了這種RNA編輯如何、何時發生，還揭示了潛在的調控途徑，如AIMP2可能通過增強ADAR蛋白的降解來減少肌肉中的RNA編輯。

第五篇「The impact of structural variation on human gene expression」則討論了來自13個組織中23602個高可信度的結構變異（SVs）和24884個順式eQTL的關係。文章估計，SV可解釋3.5-6.8％的eQTLs，並且識別了可直接改變基因表達的789個SV，其中大多數是位於非編碼區的調控元件。

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GTEx就介紹到這裡，作者期待以後可以將轉錄組、甲基化等其他組學技術應用於臨床診斷；或者有更多GTEx類似的計劃，解釋更多能對錶型產生影響的遺傳變異，以提高診斷效率。