新兴的空间基因组学领域可以通过创建肿瘤和其他组织的详细基因组图谱来推动精准医疗。这里有五家新兴的初创公司为该领域带来了新的创新。

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在过去的二十年里，DNA测序技术的爆炸式增长降低了读取基因组的价格。下一代测序除了标记可能与疾病相关的遗传变异外，还提供有关患者基因组成的丰富信息。出于这个原因，基因组学是诊断罕见疾病、发现新药物靶标和针对患者进行靶向治疗的关键，尤其是在癌症的情况下。

传统DNA测序的一个缺点是组织样本通常会被分解以获取细胞内的遗传物质。这意味着组织的空间信息丢失了，这些信息可能包含异质组织样本(例如实体瘤)中的重要背景。这种方法还可以删除有关细胞内正在发生的生物学的关键空间信息。

为了提供所需的空间背景，研究人员经常部署组织和细胞成像技术，例如免疫组织化学、免疫荧光和原位杂交。然而，这些方法通常仅限于一次提供有关多个基因或蛋白质的信息。

空间测序是一个新兴领域，它将下一代测序提供的大量数据集与空间背景相结合。这使研究人员能够绘制出细胞和组织内的基因组、转录组和蛋白质组数据，从而扩展他们对疾病如何发展的了解。

空间基因组学尤其可以成为研究疾病的重要工具。尽管我们所有的细胞都有相同的遗传密码，但遗传物质的组织和包装方式不同。这会影响每个细胞中哪些基因被转化为蛋白质。例如，在癌症中，空间基因组学可用于梳理基因组非编码区域中导致细胞恶性变化的遗传变异。

随着DNA测序和实验室自动化成本的下降，空间基因组学越来越受到关注，主要中心包括美国、英国和瑞典。该领域的一些大公司包括Nanostring、10XGenomics和Bruker。我们重点介绍了五家蓬勃发展的公司，它们正在推动空间基因组学的发展。

1.华宇基因

ArimaGenomics专门研究DNA在细胞内染色质中的空间组织方式，也称为3D基因组学，使用一种称为Hi-C邻近连接的方法。在此过程中，染色质固定在其3D形状中。然后使用限制酶切割DNA，并将彼此靠近的序列一起测序。

邻近连接让用户可以分析可能导致疾病的遗传变异，即使遗传变异位于基因组的非编码区域。这是因为基因组的3D结构意味着一个位点的变化可能会影响在DNA折叠时彼此靠近的基因在另一个位点被激活。

Arima技术的主要应用包括生命科学研究和人类健康。通过检测基因组结构内的空间关系，该公司可以帮助用户发现新的生物标志物和药物靶点。例如，研究人员使用Arima的Hi-C技术来识别与室管膜瘤发生相关的染色体重排。

Arima于2022年3月获得700万美元资金，除了用于公司的增长和商业扩张外，还用于为其技术开发提供资金。2023年1月，该公司加入了“通过推进创新神经技术进行大脑研究”(BRAIN)计划，以帮助研究人员在脑细胞中进行单细胞测序。最近，Arima与ProteanBioDiagnostics和Velsera合作，将其技术用于精准医学和诊断。

CantataBio是由宏基因组学公司ArcBio和专门从事3D基因组学研究的DovetailGenomics合并而成。

与ArimaGenomics一样，Cantata的3D基因组学部门旨在通过解开细胞内DNA的空间排列来帮助研究人员发现疾病机制。为此，Dovetail销售Hi-C邻近连接试剂盒，让用户分析在3D空间中相互作用并增强或沉默基因启动子的遗传变异。除了标准的下一代DNA测序方法外，Cantata的试剂盒还可以促进表观遗传学、进化生物学和癌症等应用领域的研究。

在与ArcBio合并之前，DovetailGenomics于2022年1月与SingularGenomics签署了合作协议，并于6月将其试剂盒授权给GenDx。在CantataBio首次亮相的同时，Dovetail团队推出了其最新的TopoLink套件，该套件旨在将研究人员花费在Hi-C邻近连接上的样本处理时间减半——与Hi-C近距离连接所需的大约12小时相比，缩短至6小时传统的Hi-C方法。