人間のゲノミクス
自然遺伝学
長い読み取りシーケンスは、神経核内包摂疾患に関連するNotch2NLCのGGCリピート拡張を識別します
ont resequencing |イルミナ|全exomeシーケンス| CRISPR-CAS9 ONTターゲットシーケンス| RNA-seq | ONT 5MCメチル化呼び出し
ハイライト
1.大規模なNIIDファミリーのリンケージ分析により、2つのリンクされた領域が特定されました。
2.ベースの長い読み取りシーケンスとCAS-9媒介濃縮ontシーケンスは、NIIDの潜在的な遺伝的原因を発見しました。この研究では、セグメントの重複を通じて進化した人間特異的遺伝子の繰り返し拡大が初めて報告されました。
3.RNAシーケンスにより、GGCの最初または内部で、Notch2NLCのGGCリピート拡張領域で異常なアンチセンス転写産物が明らかになりました。
背景
Nユーロナル核内包摂疾患（NIID）は進行性で致命的な神経変性疾患であり、中枢神経系および末梢神経系における好酸球性ヒアリン内核包有物の存在を特徴としています。その非常に多様な臨床症状は、皮膚生検の導入まで診断に大きな困難をもたらします。しかし、組織病理学に基づく方法は依然として誤診に苦しんでおり、NIIDの遺伝的理解を求めています。
成果
リンケージ分析
SHort-Readシーケンスベースの全ゲノムシーケンス（WGS）およびWhole Exomeシーケンス（WES）は、大規模なNIIDファミリー（13人の影響を受けたメンバーと7人の影響を受けていないメンバー）で実行されました。これらのデータから抽出されたSNPのリンケージ分析により、2つのリンク領域のみが明らかになりました。1p36.31-P36.22（最大LOD = 2.32）の3.5 MB領域と1P22.1-Q21.3の58.1 MB領域（最大LOD：4.211.3 ）。ただし、これらのリンクされた領域では、病原性SNPまたはCNVが特定されていません。
GGCはNotch2NLCで拡張を繰り返します
NAnoporeベースのシーケンスは、8家族の13人の影響を受けたメンバーと4人の影響を受けていないメンバーで処理されました（別の影響を受けるメンバーは、Pacbio Long Read Sequencingプラットフォームによってシーケンスされました）。長い読み取りデータにより、GGCに関連する疾患に関連するGGCリピート拡張は、58.1 MBリンク領域へのNOTCH2NLC遺伝子マッピングの5 'UTRの拡張を繰り返しました（図1）。これらの繰り返し拡張は、RP-PCRでテストされた40の散発性NIID症例すべてでも特定されました。
CNanoporeプラットフォームでのAS-9媒介ターゲットシーケンスを採用して、Notch2NLCリピート（100 x-1,795 x）でより高い読み取りカバレッジを達成しました。これらのコンセンサスシーケンスは、GGCの繰り返し拡張に関する以前の調査結果とよく一致しました。さらに、{（gga）n（ggc）n} n繰り返しは、脱力筋を優れた表現型の潜在的な遺伝的マーカーとして特定しました（図2）。
図1。Notch2NLCアイソフォームのエクソン1で特定された疾患関連の繰り返し拡大。
図2。NIID患者におけるNPTCH2NLC繰り返しのコンセンサスシーケンス（*）または脱力感のない表現型のない患者
NOTCH2NL遺伝子はヒト特異的遺伝子であり、ヒトの脳の進化と神経疾患において重要な役割を果たすと考えられています。ただし、99.1％を超える配列同一性を持つ3つのNotch2関連遺伝子（Notch2NLA、Notch2NLB、Notch2NLC）は、最新のヒトゲノムアセンブリまで解決されませんでした。 Nanoporeプラットフォームでの合成フリーで長期にわたるシーケンスは、高い類似性の領域と（GGC）nの繰り返しを100％GCリッチで解決する際に顕著な利点を示しています。
GGCはNotch2NLCで拡張を繰り返します
TRanscriptomeシーケンスは、2人の影響を受けたメンバーと2人の影響を受けていないメンバーで処理されました。正規化された読み取り深さは、Notch2NLパラログの最初のエクソンの上流の感覚とアンチセンス鎖で計算されました。異常な抗センス転写産物は、影響を受けた症例でのみ見つかりました。これは、最初から繰り返し膨張領域内にあります（図3のF1-14およびF1-16の紫色のピーク）。さらに、54度が特定され、すべてがニューロン機能に関連するGOおよびMPOの用語で豊富になりました。
図3。Notch2NLCの最初のエクソンの上流の正規化された読み取り深さは、影響を受けていない（上記）および影響を受ける（下）。
テクノロジー
オックスフォードナノポアテグノロジー（ONT）
NAnoporeシーケンスは、ヌクレオチドがDNA合成プロセスなしで直接読み取られるという点で、他のシーケンスプラットフォームと区別されます。単一の鎖DNAがナノサイズのタンパク質細胞（ナノポア）を通過すると、異なるヌクレオチドが異なるイオン電流を生成し、塩基のシーケンスに移動して移動できます。 ONTシーケンスプラットフォーム自体は、DNA読み取りの長さに明らかな技術的制限を示していません。したがって、高品質のゲノムアセンブリには、超長型読み取り（ULR）が利用できます。さらに、これらの非常に長い読み取りは、複雑なシーケンスの特徴や構造的変動を通過するのに十分な長さであり、ここでの短い読み取りシーケンスの制限を克服するのに役立ちます。
ナノポアシーケンス
構造変動（SV）識別
SYnthesisのないシーケンスは、テンプレート上のDNAメチル化情報を大部分保存しました。メチル化されたA、T、C、およびGは、プラットフォームで直接読むことができる、メチル化されていないイオン電流から異なるイオン電流を生成します。ナノポアシーケンスは、単一ヌクレオチド分解能で5MCと6MAの両方の全ゲノムプロファイリングを強化します。
参照
Jun Sone、et。アル。長い読みのシーケンスは、神経核内包摂疾患に関連するNotch2NLCのGGCリピート拡張を識別します。自然遺伝学（2019）
技術とハイライト さまざまなリセーチアリーナでのさまざまなハイスループットシーケンステクノロジーの最新の成功したアプリケーションと、実験設計とデータマイニングの素晴らしいアイデアを共有することを目的としています。
投稿時間：1月-06-2022