Genomik Manusia
Genetik Alam
Penjujukan yang dibaca panjang mengenal pasti ekspansi berulang GGC dalam NOTCH2NLC yang dikaitkan dengan penyakit inklusi intranuklear neuron
Resequencing ont | Illumina | Seluruh Exome Sequencing | CRISPR-CAS9 ONT menyasarkan penjujukan | RNA-seq | Panggilan metilasi 5mc ONT
Sorotan
1. Dengan analisis hubungan pada keluarga NIID yang besar, dua kawasan berkaitan telah dikenalpasti.
2. Penjejakan panjang yang dibaca berasaskan dan pengayaan CAS-9 pengayaan ONT menjumpai punca genetik yang berpotensi untuk NIID, ekspansi berulang GGC dalam 5 'UTR NOTCH2NLC. Kajian ini melaporkan ekspansi berulang dalam gen khusus manusia untuk kali pertama yang berkembang melalui duplikasi segmen.
3. Penjujukan RNA mendedahkan transkrip antisense yang tidak normal pada awal atau di dalam kawasan pengembangan berulang GGC di NOTCH2NLC.
Latar belakang
NPenyakit inklusi intranuklear Euronal (NIID) adalah penyakit neurodegenerative yang progresif dan maut, yang dicirikan oleh kehadiran kemasukan intranuklear hyaline eosinofilik dalam sistem saraf pusat dan periferal. Manifestasi klinikal yang sangat berubah -ubah menimbulkan kesukaran yang besar dalam diagnosis sehingga pengenalan biopsi kulit. Walau bagaimanapun, kaedah berasaskan histopatologi masih mengalami misdiagnosis, yang menyeru pemahaman genetik NIID.
Pencapaian
Analisis kaitan
SHORT-dibaca penjujukan keseluruhan genom berasaskan (WGS) dan keseluruhan penjujukan exome (WES) dilakukan pada keluarga NIID yang besar (13 orang yang terjejas dan 7 ahli yang tidak terjejas). Analisis kaitan pada SNP yang diekstrak dari data ini hanya mendedahkan dua kawasan yang dipautkan: rantau 3.5 mb pada 1p36.31-p36.22 (maksimum LOD = 2.32) dan rantau 58.1 MB pada 1p22.1-q21.3 (LOD maksimum: 4.21 ). Walau bagaimanapun, tiada SNP patogen atau CNV telah dikenalpasti di kawasan yang dipautkan ini.
GGC Expansions Repeat di Notch2NLC
NSequencing berasaskan Anopore diproses pada 13 orang yang terjejas dan 4 ahli yang tidak terjejas dari 8 keluarga (ahli lain yang terjejas telah disusun oleh platform penjujukan baca Pacbio Long.). Data yang dibaca lama mendedahkan penyakit yang berkaitan dengan GGC yang berulang-ulang dalam 5 'UTR pemetaan gen NOTCH2NLC ke rantau yang dipautkan 58.1 MB (Rajah 1). Ekspansi berulang ini juga dikenalpasti dalam kesemua 4 4 kes niid sporadis yang diuji oleh RP-PCR.
CAS-9 Mediasi Sasaran Sasaran pada Platform Nanopore digunakan untuk mencapai liputan bacaan yang lebih tinggi pada NOTCH2NLC REPEAT (100 X-1,795 X). Urutan konsensus ini dipersetujui dengan baik dengan penemuan sebelumnya mengenai ekspansi berulang GGC. Selain itu, {(gga) n (ggc) n} n berulang telah dikenalpasti sebagai penanda genetik yang berpotensi untuk fenotip dominan kelemahan (Rajah 2).
Rajah 1. Penyakit yang berkaitan dengan pengembangan berulang yang dikenal pasti pada exon 1 daripada isoforms NOTCH2NLC.
Rajah 2. Urutan konsensus NPTCH2NLC mengulangi pesakit NIID dengan (*) atau tanpa fenotip dominan kelemahan
NGen OTCH2NL adalah gen khusus manusia, yang dipercayai memainkan peranan penting dalam evolusi otak manusia dan penyakit neurologi. Walau bagaimanapun, tiga gen yang berkaitan NOTCH2 (Notch2NLA, NOTCH2NLB dan NOTCH2NLC) dengan identiti urutan> 99.1% tidak dapat diselesaikan sehingga perhimpunan genom manusia terkini. Penjujukan sintesis yang bebas dan panjang pada platform nanopore telah menunjukkan kelebihan yang ketara dalam menyelesaikan kawasan persamaan yang tinggi dan (GGC) N berulang dengan 100% GC kaya.
GGC Expansions Repeat di Notch2NLC
TPenjujukan ranskrip diproses pada 2 orang yang terjejas dan 2 ahli yang tidak terjejas. Kedalaman bacaan yang dinormalisasi dikira pada helai rasa dan antisense di hulu exon pertama notch2nl paralogs. Transkrip anti-rasa tidak normal hanya didapati dalam kes-kes yang terjejas, yang duduk di awal atau di dalam rantau pengembangan berulang (puncak ungu di F1-14 dan F1-16 dalam Rajah 3.). Di samping itu, 54 DEG telah dikenalpasti dan semuanya diperkaya dalam istilah GO dan MPO yang berkaitan dengan fungsi neuron.
Rajah 3. Kedalaman bacaan yang dinormalisasi pada hulu exon pertama NOTCH2NLC dalam kes -kes yang tidak terjejas (di atas) dan terjejas (di bawah).
Teknologi
Oxford Nanopore Teghnologies (ONT)
NSequencing Anopore membezakan dirinya dari platform penjujukan lain, di mana nukleotida dibaca secara langsung tanpa proses sintesis DNA. Sebagai DNA helai tunggal melalui liang protein bersaiz nano (nanopore), nukleotida yang berbeza menghasilkan arus ionik yang berbeza, yang boleh ditangkap dan dipindahkan ke dalam urutan asas. Platform penjujukan ONT sendiri tidak menunjukkan had teknikal yang jelas pada panjang bacaan DNA. Oleh itu, bacaan ultra-panjang (ULRs) boleh didapati untuk pemasangan genom yang berkualiti tinggi. Selain itu, bacaan yang sangat panjang ini, yang cukup lama untuk menyeberangi ciri-ciri urutan kompleks atau variasi struktur, membantu mengatasi batasan-batasan penjujukan pendek di sini.
Penjujukan nanopore
Pengenalpastian Variasi Struktur (SV)
SPenjujukan bebas Ynthesis sebahagian besarnya dipelihara maklumat metilasi DNA pada templat. Methylated A, T, C dan G menghasilkan arus ionik yang berbeza dari yang tidak metilated, yang boleh dibaca secara langsung oleh platform. Nanopore Sequencing memberi kuasa keseluruhan genom kedua-dua 5mc dan 6mA pada resolusi nukleotida tunggal.
Rujukan
Jun Sone, et. al. Penjujukan panjang yang dibaca mengenal pasti ekspansi berulang GGC dalam NOTCH2NLC yang dikaitkan dengan penyakit inklusi intranuklear neuron. Genetik Alam (2019)
Teknologi dan sorotan Bertujuan untuk berkongsi aplikasi yang paling berjaya dalam teknologi penjujukan yang tinggi di pelbagai arena Reseach serta idea-idea cemerlang dalam reka bentuk eksperimen dan perlombongan data.
Masa Post: Jan-06-2022