RESEQUENCING GENOME INTERO
Varianti di struttura in a pupulazione cinese è u so impattu nantu à i fenotipi, e malatie è l'adattazione di a pupulazione
Nanoporu |PacBio |Re-sequencing genoma sanu |Chjama di variazione strutturale
In questu studiu, a sequenza Nanopore PromethION hè stata furnita da Biomarker Technologies.
Highlights
In questu studiu, un paisaghju generale di variazioni strutturali (SV) in u genoma umanu hè statu revelatu cù l'aiutu di una sequenza di lettura longa nantu à a piattaforma Nanopore PromethION, chì approfondisce a cunniscenza di SV in fenotipi, malatie è evoluzione.
Disegnu sperimentale
Campioni: Leucociti di sangue perifericu di 405 individui cinesi indipendenti (206 masci è 199 femine) cù 68 misurazioni fenotipiche è cliniche.Frà tutti l'individui, e regioni ancestrali di 124 individui eranu pruvince in u Nordu, quelli di 198 individui eranu Sud, 53 eranu Sud-Ovest è 30 ùn eranu micca cunnisciuti.
Strategia di sequenza: Sequenza di lettura longa di u genoma tutale (LRS) cù letture Nanopore 1D è letture PacBio HiFi.
Piattaforma di sequenza: Nanopore PromethION;PacBio Sequel II
Chjama di Variazione di Struttura
Figura 1. Workflow di SV calling and filtering
Principali successi
Scuperta è validazione di variazioni di struttura
Nanopore dateset: In totale di 20.7 Tb letture pulite generate nantu à a piattaforma di sequenza PromethION, ottenendu una media di 51 Gb di dati per mostra, circa.17 volte in prufundità.
Allineamentu di u genoma di riferimentu (GRCh38): A rata media di mappatura di 94.1% hè stata ottenuta.U tassu di errore mediu (12.6%) era simile à un studiu di benchmarking precedente (12.6%) (Figura 2b è 2c)
Chjama di variazione di struttura (SV): i chjamanti SV applicati in stu studiu includenu Sniffles, NanoVar è NanoSV.I SV d'alta fiducia sò stati definiti cum'è SV identificati da almenu dui chjamanti è passanu filtrazioni nantu à a prufundità, a lunghezza è a regione.
Una media di 18,489 (che varieghja da 15,439 à 22,505) SV d'alta fiducia sò stati identificati in ogni mostra.(Figura 2d, 2e è 2f)
Figura 2. Paesaggio generale di SV identificate da Nanopore dataset
Validazione da PacBio: SV identificati in un campione (HG002, zitellu) sò stati validati da un set di dati PacBio HiFi.A rata generale di scuperta falsa (FDR) era di 3.2%, illustrandu una identificazione SV relativamente affidabile da Nanopore leghje.
SV non ridondanti è caratteristiche genomiche
SV non redundant: Un set di SV non redundant 132,312 sò stati ottenuti da fusione SV in tutti i campioni, chì include 67,405 DEL, 60,182 INS, 3,956 DUP è 769 INV.(Figura 3a)
Paragone cù datasets SV esistenti: Stu dataset hè statu paragunatu cù dataset TGS o NGS publicatu.In i quattru setti di dati paragunati, LRS15, chì hè ancu l'unicu set di dati da a piattaforma di sequenza di lettura longa (PacBio) hà spartutu i più grandi sovrapposizioni cù stu dataset.Inoltre, 53.3% (70,471) di SV in questu dataset sò stati rappurtati per a prima volta.Fighjendu in ogni tipu di SV, u numeru di INS recuperati cù un set di dati di sequenza di lettura longa era assai più grande cà u restu di quelli di lettura corta, chì indica chì a sequenza di lettura longa hè particularmente efficace in a rilevazione di INS.(Figura 3b è 3c)
Figura 3. Pruprietà di SV non redundant per ogni tipu SV
Funzioni genomiche: U numeru di SV hè stata trovata significativamente correlata cù a lunghezza di u cromusoma.A distribuzione di genes, ripetizioni, DELs (verde), INS (blu), DUP (giallo) è INV (aranciu) sò stati affissati nantu à un diagrama di Circos, induve un aumentu generale di SV hè statu osservatu à a fine di i bracci cromusomi.(Figura 3d è 3e)
Lunghezza di SV: Lunghezze di INS è DEL sò stati trovati per esse significativamente più brevi di quelli di DUP è INV, chì accunsenu cù quelli identificati da PacBio HiFi dataset.Lunghezza di tutti i SV identificati aghjunghjenu à 395,6 Mb, chì occupanu 13,2% di u genoma umanu tutale.SVs affettanu 23.0 Mb (circa 0.8%) di genoma per individuu in media.(Figura 3f è 3g)
Impatti funzionali, fenotipici è clinichi di SV
Perdita prevista di funzione (pLoF) SV: pLoF SV sò stati definiti cum'è SV interagiscenu cù CDS, induve i nucleotidi codificanti sò stati eliminati o ORF sò stati alterati.In totale di 1,929 pLoF SVs chì afectanu CDS di 1,681 geni sò stati annotati.In quelli, 38 geni anu evidenziatu "legame di u receptore di l'immunoglobulina" in l'analisi di arricchimentu GO.Questi SV pLoF sò stati ulteriormente annotati da GWAS, OMIM è COSMIC, rispettivamente.(Figura 4a è 4b)
SV pertinenti fenotipicamente è clinicamente: Un numeru di SV in un set di dati di nanopori sò stati dimustrati per esse fenotipicamente è clinicamente rilevanti.Un raru DEL eterozigote di 19.3 kb, cunnisciutu per causà alfa-talassemia, sò stati identificati in trè individui, chì anu disfunzionatu i geni di l'emoglobina Subunit Alpha 1 è 2 (HBA1 è HBA2).Un altru DEL di 27.4 kb nantu à u codificamentu di u genu Hemoglobin Subunit Beta (HBB) hè statu identificatu in un altru individuu.Stu SV era cunnisciutu per causà hemoglobinopatie gravi.(Figura 4c)
Figura 4. pLoF SV assuciati cù fenotipi è e malatie
Un DEL cumuni di 2.4 kb hè statu osservatu in 35 omozigoti è 67 eterozigoti, chì copre a regione completa di u 3rd exon di Growth Homone Receptor (GHR).I trasportatori omozigoti sò stati trovati significativamente più brevi di quelli eterzigoti (p = 0.033).(Figura 4d)
Inoltre, sti SV sò stati processati per studii evolutivi di a pupulazione trà dui gruppi regiunale: u Nordu è u Sudu di a Cina.SVs significativamente differenziali sò stati truvati distribuiti nantu à Chr 1, 2, 3, 6,10,12,14 è 19, in u quali, i primi eranu assuciati cù e regioni immunitarie, cum'è IGH, MHC, etc. A differenziazione in questi SV pò esse dovuta à a deriva genetica è à l'esposizione à longu andà à diversi ambienti per i sub-populazioni in Cina.
Riferimentu
Wu, Zhikun, et al."Varianti strutturali in a pupulazione cinese è u so impattu nantu à i fenotipi, e malatie è l'adattazione di a pupulazione".bioRxiv(2021).
Notizie è Highlights hà u scopu di sparta l'ultimi casi di successu cù Biomarker Technologies, catturà novi successi scientifichi è tecniche prominenti applicate durante u studiu.
Tempu di posta: 06-Jan-2022