
EP50 从光遗传学(optogenetics)聊起@胡文韬
10 月 15 日 · 51 分钟

做医学遗传的朋友都知道 VUS 有多烦:一份报告里冒出一堆"意义未明"的变异,既不能定致病也不能定良性,等于没给诊断。这期我们聊的 MAVE(Multiplexed Assays of Variant Effect ),就是目前消灭 VUS 最猛的一件武器:它用一次实验,把一个基因所有可能的突变全做一遍功能测试,提前画好一张"变异效应图谱",解读的时候直接查表就行。本期节目,我们介绍一下 MAVE是什么、怎么做讲起——从 2010 年前后那几篇奠基作,到 BRCA1、PTEN 这些经典案例,到最近两年爆火的 RNU4-2 。最后介绍两个落地工具:存原始数据的 MaveDB,和把功能分数翻译成 ACMG 临床证据的 ClinMAVE,怎么用在解读里。
多重变异效应检测Multiplexed Assays of Variant Effect (MAVE)
深度突变扫描Deep Mutational Scanning (DMS)
饱和基因组编辑Saturation Genome Editing (SGE)
意义未明的变异Variant of Uncertain Significance (VUS)
变异效应图谱Variant Effect Map
致病几率(PS3 证据)Odds of Pathogenicity (OddsPath)
ACMG/AMP 变异解读标准ACMG/AMP guidelines
ReNU 综合征 / 神经发育障碍ReNU syndrome / NDD
方法学奠基
Fowler DM, Araya CL, Fleishman SJ, Kellogg EH, Stephany JJ, Baker D, Fields S. High-resolution mapping of protein sequence-function relationships. Nature Methods. 2010;7(9):741–746. https://www.nature.com/articles/nmeth.1492
Ernst A, Gfeller D, Kan Z, Seshagiri S, Kim PM, Bader GD, Sidhu SS. Coevolution of PDZ domain–ligand interactions analyzed by high-throughput phage display and deep sequencing. Molecular BioSystems. 2010;6(10):1782–1790. https://doi.org/10.1039/c0mb00061b
Hietpas RT, Jensen JD, Bolon DNA. Experimental illumination of a fitness landscape. PNAS. 2011;108(19):7896–7901. https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1016024108
Fowler DM, Fields S. Deep mutational scanning: a new style of protein science. Nature Methods. 2014;11(8):801–807. https://www.nature.com/articles/nmeth.3027
MAVE 命名与临床转向
Starita LM, Ahituv N, Dunham MJ, Kitzman JO, Roth FP, Seelig G, Shendure J, Fowler DM. Variant Interpretation: Functional Assays to the Rescue. American Journal of Human Genetics. 2017;101(3):315–325. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2017.07.014
经典临床基因案例
Findlay GM, Daza RM, Martin B, Zhang MD, Leith AP, Gasperini M, Janizek JD, Huang X, Starita LM, Shendure J. Accurate classification of BRCA1 variants with saturation genome editing. Nature. 2018;562(7726):217–222. https://www.nature.com/articles/s41586-018-0461-z
Starita LM, Islam MM, Banerjee T, Adamovich AI, Gullingsrud J, Fields S, Shendure J, Parvin JD. A Multiplex Homology-Directed DNA Repair Assay Reveals the Impact of More Than 1,000 BRCA1 Missense Substitution Variants on Protein Function. American Journal of Human Genetics. 2018;103(4):498–508. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2018.07.016
Mighell TL, Evans-Dutson S, O'Roak BJ. A Saturation Mutagenesis Approach to Understanding PTEN Lipid Phosphatase Activity and Genotype-Phenotype Relationships. American Journal of Human Genetics. 2018;102(5):943–955. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2018.03.018
非编码 RNA 的里程碑:RNU4-2
RNU4-2 ReNU 综合征首次报道(de novo 变异致病)。Nature. 2024.(建议正式引用时核对作者与卷期) https://www.nature.com/articles/s41586-024-07773-7
Saturation genome editing of RNU4-2 reveals distinct dominant and recessive neurodevelopmental disorders. 预印本 medRxiv. 2025. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2025.04.08.25325442v1 正式版:Nature. 2026. https://www.nature.com/articles/s41586-026-10334-9
数据库
Esposito D, Weile J, Shendure J, Starita LM, Papenfuss AT, Roth FP, Fowler DM, Rubin AF. MaveDB: an open-source platform to distribute and interpret data from multiplexed assays of variant effect. Genome Biology. 2019;20(1):223. https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1845-6 数据库主页:https://www.mavedb.org
Rubin AF, et al. MaveDB 2024: a curated community database with over seven million variant effects from multiplexed functional assays. Genome Biology. 2025;26:13. https://link.springer.com/article/10.1186/s13059-025-03476-y
Ma C, Li Z, Tang X, Li P, Li L, Wang S, Wu J, Luo L, Liu Y, Zhang Z, Wang X. ClinMAVE: a curated database for clinical application of data from multiplexed assays of variant effect. Nucleic Acids Research. 2026;54(D1):D1355–D1363. https://academic.oup.com/nar/article/54/D1/D1355/8322704 数据库主页:https://ngdc.cncb.ac.cn/clinmave/
MaveMD: A functional data resource for genomic medicine. 预印本 medRxiv. 2025. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2025.11.14.25340130v1
若对播客有任何问题或者投稿,或需要获得文字版音频总结,请联系我 [email protected]
小红书 / 微博:@撸森森
同时也可以添加微信 zhaosen830 进入听友交流群,谢谢 Thanks♪(・ω・)ノ
AI 从整集转写里归纳的,不是节目方的宣传语
遇到 VUS 的实操路径:去 CleanMAVE 或 MaveMD 查致病几率,换算成 supporting、moderate 或 strong 证据强度再定级。
主播讲了自己下载 MaveDB 表格的实际体验——各文命名不一、大量空列,必须人工校正才能用于变异注释。
BRCA1 四千多个变异的功能分数呈漂亮双峰分布,致病的聚一堆、良性的聚一堆,与已知判断几乎完全吻合。
AI 读完整集转写后给出的推荐理由
一个基因上所有可能的变异,能不能在病人出现之前就全部测完?这期把 MAVE 从 2010 年噬菌体实验讲到 2026 年 Nature 上的非编码基因 RNU4-2,中间串起 BRCA1 四千多个变异呈双峰分布、PTEN 酶活性读出等具体案例,还讲了 159 篇论文里只有约 57% 真正交出可用数据这件事,以及现在遇到 VUS 该去哪个数据库查、怎么换算成 ACMG 证据强度。
由 AI 从整集转写生成,是创作者说明之外的补充
本期围绕 MAVE(多重变异效应检测)展开:先讲它要解决的临床痛点——意义未明的变异(VUS)卡住诊断、治疗与产前干预,而传统功能实验一次只能测一个变异、周期长成本高。接着拆解 MAVE 的四步流程:建变异文库、导入模型系统(每细胞一个变异)、设计功能读出、转化为功能分数并生成变异效应图谱。随后梳理方法学史:2010—2011 年三篇 DMS 奠基工作,2017 年 Starita 等人综述将 DMS 升级为 MAVE,2018 年 BRCA1 的两项代表性研究(同源重组修复活性读出与 CRISPR 饱和基因组编辑)、PTEN 案例,以及 2026 年 Nature 上针对非编码基因 RNU4-2 的最新工作。节目还介绍了 MaveDB、CleanMAVE、MaveMD 三个数据资源与推荐的临床查询流程,最后给出三个科研方向:做未覆盖基因、进军非编码区、用真实临床案例做校准。
点一章从那里开始播 · 与上面创作者标的时间点各自独立
VUS 卡住诊断,MAVE 想提前把所有变异测完
从临床最常见的意义未明变异讲起,说明三类致病性证据中人群频率与计算机预测的局限,传统功能实验一次只能测一个变异、周期长成本高。引出 MAVE 的思路:提前测完一个基因所有可能的变异,临床直接查表。并拆解建文库、导入模型系统、设计读出、转化为功能分数四步流程。
2010 年的三篇奠基工作与 DMS 的诞生
追溯方法学源头:华盛顿大学 Fowler 等人 2010 年在 Nature Methods 上用噬菌体扫描双 WW 结构域超过六十万个变异,发现少数代表性突变无法概括全貌;同期多伦多大学与麻省医学院团队分别用噬菌体和酵母系统做海量变异筛选。三篇文章共同提出深度突变扫描(DMS)概念,但当时偏向蛋白编码区与工具性基因。
2017 年:从 DMS 升级为 MAVE 的分水岭
华盛顿大学 Starita 等人在 AJHG 发表综述,系统论证这类实验可测得 10⁴ 到 10⁶ 量级变异,规模恰好覆盖单个基因的全部变异,并把名字从 DMS 升级为 MAVE,标志高通量突变筛选从蛋白科学工具转向临床变异解读工具。
BRCA1:同源重组修复读出与 CRISPR 饱和基因组编辑
2018 年两项 BRCA1 研究:Starita 团队检测一千多个错义变异,以同源重组修复活性为读出;Findlay 团队在 Nature 上用 CRISPR-Cas9 原位编辑十三个关键外显子,以细胞存活筛选四千多个变异,功能分数呈漂亮双峰分布且与已知判断几乎吻合。2021 年协和团队补充了基因编辑效率校准方法。BRCA1 上的 VUS 基本被消灭。
PTEN 与一批临床高价值基因的陆续扫描
2018 年 AJHG 上用饱和突变解析 PTEN 磷脂酰肌醇酶活性并对应致病性。基因编辑路线铺开后,VHL、DDX3X、BAP1、CARD11 等临床高价值基因被陆续扫描,目前已有八百多个基因拥有 MAVE 数据。
最新一例:非编码基因 RNU4-2 与 ReNU 综合征
2026 年 Nature 工作对 RNU4-2 做 MAVE。该基因 2024 年才被发现与疾病相关,转录产物是剪接体组件 U4 小核 RNA,变异导致 ReNU 综合征,可解释数以万计甚至十万量级不明原因的神经发育障碍。伦敦团队用基因编辑导入所有可能 SNV,以细胞存活度评估,不仅分开致病与良性,还识别出隐性遗传的一类变异并区分遗传模式。
MaveDB:把散落在补充材料里的数据集中起来
MaveDB 由华盛顿大学团队主导、2019 年发表于 Genome Biology,是领域核心原始数据仓库。起因是一项统计:159 篇相关论文中只有约 57% 真正提供了可用分数或读数。但各文实验元数据与置信区间命名不一,下载表格列多且大量空值,仍需人工校正才能用于变异注释。
CleanMAVE 与 MaveMD:直接给出 ACMG 证据强度
协和团队 2026 年在 Nucleic Acids Research 发布 CleanMAVE,用 ClinVar 已知致病与良性变异做真阳真阴性校准每个实验,再计算 OddsPath 致病分数,并做跨平台汇总。平行的 MaveMD 是 MaveDB 团队的临床界面,2025 年底挂出预印本。推荐流程是查致病几率、判断 supporting/moderate/strong 证据强度,再结合其他证据定级。
三个可切入的科研方向与全期收束
MAVE 仍处上升期,专门团队少、国内尤其少。三个方向:做尚未覆盖的基因(孟德尔遗传病相关基因已有五六千个,仅八百多个有数据,宜选发病率高、VUS 报道多、诊断困难的基因);往非编码区走(非编码 RNA、剪接位点、调控元件);用真实临床案例做跨平台校准与表型—基因型—评分相关性研究。

医学遗传前沿 · 6 月 21 日 · 23 分钟
做医学遗传的朋友都知道 VUS 有多烦:一份报告里冒出一堆"意义未明"的变异,既不能定致病也不能定良性,等于没给诊断。这期我们聊的 MAVE(Multiplexed Assays of Variant Effect ),就是目前消灭 VUS 最猛的一件武器:它用一次实验,把一个基因所有可能的突变全做一遍功能测试,提前画好一张"变异效应图谱",解读的时候直接查表就行。本期节目,我们介绍一下 MAVE是什么、怎么做讲起——从 2010 年前后那几篇奠基作,到 BRCA1、PTEN 这些经典案例,到最近两年爆火的 RNU4-2 。最后介绍两个落地工具:存原始数据的 MaveDB,和把功能分数翻译成 ACMG 临床证据的 ClinMAVE,怎么用在解读里。
多重变异效应检测Multiplexed Assays of Variant Effect (MAVE)
深度突变扫描Deep Mutational Scanning (DMS)
饱和基因组编辑Saturation Genome Editing (SGE)
意义未明的变异Variant of Uncertain Significance (VUS)
变异效应图谱Variant Effect Map
致病几率(PS3 证据)Odds of Pathogenicity (OddsPath)
ACMG/AMP 变异解读标准ACMG/AMP guidelines
ReNU 综合征 / 神经发育障碍ReNU syndrome / NDD
方法学奠基
Fowler DM, Araya CL, Fleishman SJ, Kellogg EH, Stephany JJ, Baker D, Fields S. High-resolution mapping of protein sequence-function relationships. Nature Methods. 2010;7(9):741–746. https://www.nature.com/articles/nmeth.1492
Ernst A, Gfeller D, Kan Z, Seshagiri S, Kim PM, Bader GD, Sidhu SS. Coevolution of PDZ domain–ligand interactions analyzed by high-throughput phage display and deep sequencing. Molecular BioSystems. 2010;6(10):1782–1790. https://doi.org/10.1039/c0mb00061b
Hietpas RT, Jensen JD, Bolon DNA. Experimental illumination of a fitness landscape. PNAS. 2011;108(19):7896–7901. https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1016024108
Fowler DM, Fields S. Deep mutational scanning: a new style of protein science. Nature Methods. 2014;11(8):801–807. https://www.nature.com/articles/nmeth.3027
MAVE 命名与临床转向
Starita LM, Ahituv N, Dunham MJ, Kitzman JO, Roth FP, Seelig G, Shendure J, Fowler DM. Variant Interpretation: Functional Assays to the Rescue. American Journal of Human Genetics. 2017;101(3):315–325. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2017.07.014
经典临床基因案例
Findlay GM, Daza RM, Martin B, Zhang MD, Leith AP, Gasperini M, Janizek JD, Huang X, Starita LM, Shendure J. Accurate classification of BRCA1 variants with saturation genome editing. Nature. 2018;562(7726):217–222. https://www.nature.com/articles/s41586-018-0461-z
Starita LM, Islam MM, Banerjee T, Adamovich AI, Gullingsrud J, Fields S, Shendure J, Parvin JD. A Multiplex Homology-Directed DNA Repair Assay Reveals the Impact of More Than 1,000 BRCA1 Missense Substitution Variants on Protein Function. American Journal of Human Genetics. 2018;103(4):498–508. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2018.07.016
Mighell TL, Evans-Dutson S, O'Roak BJ. A Saturation Mutagenesis Approach to Understanding PTEN Lipid Phosphatase Activity and Genotype-Phenotype Relationships. American Journal of Human Genetics. 2018;102(5):943–955. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2018.03.018
非编码 RNA 的里程碑:RNU4-2
RNU4-2 ReNU 综合征首次报道(de novo 变异致病)。Nature. 2024.(建议正式引用时核对作者与卷期) https://www.nature.com/articles/s41586-024-07773-7
Saturation genome editing of RNU4-2 reveals distinct dominant and recessive neurodevelopmental disorders. 预印本 medRxiv. 2025. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2025.04.08.25325442v1 正式版:Nature. 2026. https://www.nature.com/articles/s41586-026-10334-9
数据库
Esposito D, Weile J, Shendure J, Starita LM, Papenfuss AT, Roth FP, Fowler DM, Rubin AF. MaveDB: an open-source platform to distribute and interpret data from multiplexed assays of variant effect. Genome Biology. 2019;20(1):223. https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1845-6 数据库主页:https://www.mavedb.org
Rubin AF, et al. MaveDB 2024: a curated community database with over seven million variant effects from multiplexed functional assays. Genome Biology. 2025;26:13. https://link.springer.com/article/10.1186/s13059-025-03476-y
Ma C, Li Z, Tang X, Li P, Li L, Wang S, Wu J, Luo L, Liu Y, Zhang Z, Wang X. ClinMAVE: a curated database for clinical application of data from multiplexed assays of variant effect. Nucleic Acids Research. 2026;54(D1):D1355–D1363. https://academic.oup.com/nar/article/54/D1/D1355/8322704 数据库主页:https://ngdc.cncb.ac.cn/clinmave/
MaveMD: A functional data resource for genomic medicine. 预印本 medRxiv. 2025. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2025.11.14.25340130v1
若对播客有任何问题或者投稿,或需要获得文字版音频总结,请联系我 [email protected]
小红书 / 微博:@撸森森
同时也可以添加微信 zhaosen830 进入听友交流群,谢谢 Thanks♪(・ω・)ノ
AI 从整集转写里归纳的,不是节目方的宣传语
遇到 VUS 的实操路径:去 CleanMAVE 或 MaveMD 查致病几率,换算成 supporting、moderate 或 strong 证据强度再定级。
主播讲了自己下载 MaveDB 表格的实际体验——各文命名不一、大量空列,必须人工校正才能用于变异注释。
BRCA1 四千多个变异的功能分数呈漂亮双峰分布,致病的聚一堆、良性的聚一堆,与已知判断几乎完全吻合。
AI 读完整集转写后给出的推荐理由
一个基因上所有可能的变异,能不能在病人出现之前就全部测完?这期把 MAVE 从 2010 年噬菌体实验讲到 2026 年 Nature 上的非编码基因 RNU4-2,中间串起 BRCA1 四千多个变异呈双峰分布、PTEN 酶活性读出等具体案例,还讲了 159 篇论文里只有约 57% 真正交出可用数据这件事,以及现在遇到 VUS 该去哪个数据库查、怎么换算成 ACMG 证据强度。
由 AI 从整集转写生成,是创作者说明之外的补充
本期围绕 MAVE(多重变异效应检测)展开:先讲它要解决的临床痛点——意义未明的变异(VUS)卡住诊断、治疗与产前干预,而传统功能实验一次只能测一个变异、周期长成本高。接着拆解 MAVE 的四步流程:建变异文库、导入模型系统(每细胞一个变异)、设计功能读出、转化为功能分数并生成变异效应图谱。随后梳理方法学史:2010—2011 年三篇 DMS 奠基工作,2017 年 Starita 等人综述将 DMS 升级为 MAVE,2018 年 BRCA1 的两项代表性研究(同源重组修复活性读出与 CRISPR 饱和基因组编辑)、PTEN 案例,以及 2026 年 Nature 上针对非编码基因 RNU4-2 的最新工作。节目还介绍了 MaveDB、CleanMAVE、MaveMD 三个数据资源与推荐的临床查询流程,最后给出三个科研方向:做未覆盖基因、进军非编码区、用真实临床案例做校准。
点一章从那里开始播 · 与创作者标的时间点各自独立
VUS 卡住诊断,MAVE 想提前把所有变异测完
2010 年的三篇奠基工作与 DMS 的诞生
2017 年:从 DMS 升级为 MAVE 的分水岭
BRCA1:同源重组修复读出与 CRISPR 饱和基因组编辑
PTEN 与一批临床高价值基因的陆续扫描
最新一例:非编码基因 RNU4-2 与 ReNU 综合征
MaveDB:把散落在补充材料里的数据集中起来
CleanMAVE 与 MaveMD:直接给出 ACMG 证据强度
三个可切入的科研方向与全期收束
节目里自然聊到的,不是广告

AI 对内容的推测
☕🧄 这个比喻出自 2009 年周立波的一句「喝咖啡的怎么能和吃大蒜的呆在一起呢」;郭德纲后来在《你要高雅》里回了一句「雅和俗分不开,喝着咖啡就着大蒜,秋水共长天一色」。我们借它标注风格取向 —— 两端没有高下,编辑部式与熟人局式都能做出极好的节目。
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