CANLYNIAD GENOM CYFAN
Amrywiadau adeiledd ym mhoblogaeth Tsieineaidd a'u heffaith ar ffenoteipiau, clefydau ac addasu poblogaeth
Nanopore |PacBio |Ail-ddilyniant genom cyfan |Galwadau amrywiad strwythurol
Yn yr astudiaeth hon, darparwyd dilyniant Nanopore PromethION gan Biomarker Technologies.
Uchafbwyntiau
Yn yr astudiaeth hon, datgelwyd tirwedd gyffredinol o amrywiadau strwythurol (SVs) mewn genom dynol gyda chymorth dilyniant darllen hir ar lwyfan Nanopore PromethION, sy'n dyfnhau dealltwriaeth SVs mewn ffenoteipiau, afiechydon ac esblygiad.
Dylunio Arbrofol
Samplau: Lewcocytes gwaed ymylol o 405 o unigolion Tsieineaidd nad ydynt yn perthyn (206 o wrywod a 199 o fenywod) gyda 68 o fesuriadau ffenotypig a chlinigol.Ymhlith yr holl unigolion, roedd rhanbarthau hynafiadol o 124 o unigolion yn daleithiau yn y Gogledd, roedd y rhai o 198 o unigolion yn y De, 53 yn y De-orllewin a 30 yn anhysbys.
Strategaeth ddilyniannu: Dilyniant darllen hir genom cyfan (LRS) gyda Nanopore 1D yn darllen a PacBio HiFi yn darllen.
Llwyfan dilyniannu: Nanopore PromethION;PacBio Sequel II
Galwad Amrywiad Strwythur
Ffigur 1. Llif gwaith galw a hidlo SV
Prif Gyflawniadau
Darganfod a dilysu amrywiad strwythur
Set dyddiad Nanopore: Cynhyrchwyd cyfanswm o 20.7 Tb o ddarlleniadau glân ar lwyfan dilyniannu PromethION, gan gyflawni cyfartaledd o 51 Gb o ddata fesul sampl, tua.17-plyg mewn dyfnder.
Aliniad genom cyfeirio (GRCh38): Cyflawnwyd cyfradd fapio gyfartalog o 94.1%.Roedd y gyfradd gwallau cymedrig (12.6%) yn debyg i astudiaeth feincnodi flaenorol (12.6%) (Ffigur 2b a 2c)
Galwadau amrywio strwythur (SV): Roedd y galwyr SV a gymhwyswyd yn yr astudiaeth hon yn cynnwys Sniffles, NanoVar a NanoSV.Diffiniwyd SVs hyder uchel fel SVs a adnabuwyd gan o leiaf ddau alwr ac a basiwyd hidlwyr ar ddyfnder, hyd a rhanbarth.
Nodwyd cyfartaledd o 18,489 (yn amrywio o 15,439 i 22,505) o SVs hyder uchel ym mhob sampl.(Ffigur 2d, 2e a 2f)
Ffigur 2. Tirwedd gyffredinol SVs a nodwyd gan set ddata Nanopore
Dilysu gan PacBio: Dilyswyd SVs a nodwyd mewn un sampl (HG002, plentyn) gan set ddata PacBio HiFi.Y gyfradd darganfod ffug gyffredinol (FDR) oedd 3.2%, sy'n dangos adnabyddiaeth SV gymharol ddibynadwy gan Nanopore reads.
SVs nad ydynt yn cael eu defnyddio a nodweddion genomig
SVs nad oeddent yn cael eu diswyddo: Cafwyd set o 132,312 o SVs nad oeddent yn cael eu diswyddo drwy gyfuno SVs ym mhob sampl, sy'n cynnwys 67,405 o DELs, 60,182 INS, 3,956 DUP a 769 INVs.(Ffigur 3a)
Cymhariaeth â setiau data SV presennol: Cymharwyd y set ddata hon â set ddata TGS neu NGS a gyhoeddwyd.O fewn y pedair set ddata a gymharwyd, roedd LRS15, sef yr unig set ddata o lwyfan dilyniannu darllen hir (PacBio) hefyd yn rhannu’r gorgyffwrdd mwyaf â’r set ddata hon.At hynny, adroddwyd am 53.3% (70,471) o SVs yn y set ddata hon am y tro cyntaf.Drwy edrych i mewn i bob math o SV, roedd nifer y INSs a adferwyd gyda set ddata dilyniannu darllen hir yn llawer mwy na'r rhai eraill darllen byr, sy'n dangos bod dilyniannu darllen hir yn arbennig o effeithlon wrth ganfod INSs.(Ffigur 3b a 3c)
Ffigur 3. Priodweddau SVs nad ydynt yn ddiangen ar gyfer pob math o SV
Nodweddion genomig: Canfuwyd nifer y SVs yn cydberthyn yn sylweddol â hyd cromosomau.Dangoswyd dosbarthiad genynnau, ailddarllediadau, DELs (gwyrdd), INS (glas), DUP (melyn) ac INV (oren) ar ddiagram Circos, lle gwelwyd cynnydd cyffredinol mewn SV ar ddiwedd breichiau cromosom.(Ffigur 3d a 3d)
Hyd SVs: Canfuwyd bod hyd INSs a DELs yn sylweddol fyrrach na rhai DUPs ac INVs, a oedd yn cytuno â'r rhai a nodwyd gan set ddata PacBio HiFi.Roedd hyd yr holl SVs a nodwyd yn ychwanegu hyd at 395.6 Mb, a oedd yn meddiannu 13.2% o'r genom dynol cyfan.Effeithiodd SVs ar 23.0 Mb (tua 0.8%) o genom fesul unigolyn ar gyfartaledd.(Ffigur 3f a 3g)
Effeithiau swyddogaethol, ffenoteipaidd a chlinigol SVs
Colli swyddogaeth a ragwelir (pLoF) SVs: diffiniwyd pLoF SVs fel SVs yn rhyngweithio â CDS, lle cafodd niwcleotidau codio eu dileu neu ORFs eu newid.Cafodd cyfanswm o 1,929 o SVs pLoF yn effeithio ar CDS o 1,681 o enynnau eu hanodi.O fewn y rheini, amlygodd 38 o enynnau “rhwymo derbynyddion imiwnoglobwlin” mewn dadansoddiad cyfoethogi GO.Cafodd y pLoF SVs hyn eu hanodi ymhellach gan GWAS, OMIM a COSMIC, yn y drefn honno.(Ffigur 4a a 4b)
SVs ffenoteipaidd a chlinigol berthnasol: Dangoswyd bod nifer o SVs mewn set ddata nanopor yn berthnasol yn ffenoteipaidd ac yn glinigol.Nodwyd DEL heterosygaidd prin o 19.3 kb, y gwyddys ei fod yn achosi alffa-thalasaemia, mewn tri unigolyn, a oedd yn camweithredu genynnau Hemoglobin Is-uned Alpha 1 a 2 (HBA1 a HBA2).Nodwyd TGA arall o 27.4 kb ar godio genynnau Hemoglobin Subunit Beta(HBB) mewn unigolyn arall.Roedd yn hysbys bod y SV hwn yn achosi hemoglobinopathi difrifol.(Ffigur 4c)
Ffigur 4. pLoF SVs sy'n gysylltiedig â ffenoteipiau a chlefydau
Gwelwyd TGA cyffredin o 2.4 kb mewn 35 o gludwyr homosygaidd a 67 o gludwyr heterosygaidd, sy'n cwmpasu rhanbarth cyfan 3ydd exon Derbynnydd Homon Twf (GHR).Canfuwyd bod y cludwyr homosygaidd yn sylweddol fyrrach na'r rhai hetersygaidd (p=0.033).(Ffigur 4d)
Ymhellach, cafodd y GVs hyn eu prosesu ar gyfer astudiaethau esblygiadol poblogaeth rhwng dau grŵp rhanbarthol: Gogledd a De Tsieina.Canfuwyd SVs gwahaniaethol sylweddol wedi'u dosbarthu ar Chr 1, 2, 3, 6,10,12,14 a 19, ac o fewn hynny, roedd y rhai uchaf yn gysylltiedig â rhanbarthau imiwnedd, megis IGH, MHC, ac ati. Mae'n rhesymol dyfalu bod y gall gwahaniaethu yn y SVs hyn fod oherwydd drifft genetig ac amlygiad hirdymor i amgylcheddau amrywiol ar gyfer is-boblogaethau yn Tsieina.
Cyfeiriad
Wu, Zhikun, et al.“Amrywiadau strwythurol ym mhoblogaeth Tsieineaidd a’u heffaith ar ffenoteipiau, afiechydon ac addasu poblogaeth.”bioRxiv(2021).
Newyddion ac Uchafbwyntiau yn anelu at rannu'r achosion llwyddiannus diweddaraf gyda Biomarker Technologies, gan ddal cyflawniadau gwyddonol newydd yn ogystal â thechnegau amlwg a ddefnyddiwyd yn ystod yr astudiaeth.
Amser postio: Ionawr-06-2022