TUTA GENOMA RESKENCING
Strukturvariaĵoj en ĉina populacio kaj ilia efiko al fenotipoj, malsanoj kaj populacioadaptado
Nanopore |PacBio |Tuta genaro re-sekvencado |Struktura variadovoko
En ĉi tiu studo, Nanopore PromethION-sekvencado estis disponigita fare de Biomarker Technologies.
Elstaraĵoj
En ĉi tiu studo, totala pejzaĝo de strukturaj varioj (SVoj) en homa genaro estis rivelita kun helpo de longelega sekvencado sur Nanopore PromethION-platformo, kiu profundigas la komprenon de SVoj en fenotipoj, malsanoj kaj evoluo.
Eksperimenta Dezajno
Provaĵoj: Perifera sangoleukocitoj de 405 neparencaj ĉinaj individuoj (206 maskloj kaj 199 inoj) kun 68 fenotipaj kaj klinikaj mezuradoj.Inter ĉiuj individuoj, praulaj regionoj de 124 individuoj estis provincoj en Norda, tiuj de 198 individuoj estis sudaj, 53 estis Sudokcidentaj kaj 30 ne estis konataj.
Sekvenca strategio: Tuta genaro longlega sekvencado (LRS) kun Nanopore 1D legas kaj PacBio HiFi legas.
Sekvenca platformo: Nanopore PromethION;PacBio Sequel II
Struktura Variado Voko
Figuro 1. Laborfluo de SV-voko kaj filtrado
Ĉefaj Atingoj
Malkovro kaj validumado de strukturaj variadoj
Nanopore dato: Entute 20.7 Tb puraj legoj generitaj sur PromethION-sekvenca platformo, atingante mezumon de 51 Gb-datumoj per specimeno, ĉ.17-obla en profundo.
Referenca genaraligo (GRCh38): Meza mapa indico de 94.1% estis atingita.La averaĝa eraroprocento (12.6%) estis simila al antaŭa benkmarkstudo (12.6%) (Figuro 2b kaj 2c)
Struktura variado (SV) voko: SV-alvokantoj aplikitaj en ĉi tiu studo inkludis Sniffles, NanoVar kaj NanoSV.Altfidaj SV-oj estis difinitaj kiel SV-oj identigitaj de almenaŭ du alvokantoj kaj preterpasis filtradojn pri profundo, longo kaj regiono.
Mezumo de 18,489 (inter 15,439 ĝis 22,505) altfidaj SVoj estis identigitaj en ĉiu specimeno.(Figuro 2d, 2e kaj 2f)
Figuro 2. Entuta pejzaĝo de SVoj identigitaj de Nanopore-datumaro
Valumado de PacBio: SVoj identigitaj en unu specimeno (HG002, infano) estis validigitaj de PacBio HiFi-datumaro.La totala malvera malkovroprocento (FDR) estis 3.2%, ilustrante relative fidindan SV-identigon de Nanopore-legadoj.
Ne-redundaj SVoj kaj genomaj trajtoj
Ne-redundaj SVoj: Aro de 132,312 ne-redundaj SVoj estis akirita kunfandante SVojn en ĉiuj provaĵoj, kiu inkludas 67,405 DELojn, 60,182 INS, 3,956 DUP kaj 769 INV.(Figuro 3a)
Komparo kun ekzistantaj SV-datumseroj: Ĉi tiu datumaro estis komparita kun publikigita TGS aŭ NGS-datumserio.Ene de la kvar datumaroj komparitaj, LRS15, kiu ankaŭ estas la nura datumaro de longlega sekvenca platformo (PacBio) dividis la plej grandajn interkovrojn kun ĉi tiu datumaro.Krome, 53.3% (70,471) de SVoj en ĉi tiu datumaro estis raportitaj por la unua fojo.Rigardante ĉiun SV-specon, la nombro da reakiritaj INSoj kun long-lega sekvenca datumaro estis multe pli granda ol la ceteraj mallonglegataj, indikante ke long-lega sekvencado estas precipe efika en INS-detekto.(Figuro 3b kaj 3c)
Figuro 3. Propraĵoj de ne-redundaj SVoj por ĉiu SV-tipo
Genomaj trajtoj: Nombro da SV-oj estis trovita signife korelaciita kun kromosomlongo.Distribuado de genoj, ripetoj, DELs (verda), INS (blua), DUP (flava) kaj INV (oranĝa) estis montritaj sur Circos-diagramo, kie ĝenerala pliiĝo en SV estis observita ĉe la fino de kromosomaj brakoj.(Figuro 3d kaj 3e)
Longo de SVoj: Longoj de INS kaj DEL estis trovitaj esti signife pli mallongaj ol tiuj de DUP kaj INV, kiuj konsentis kun tiuj identigitaj de PacBio HiFi-datumaro.Longo de ĉiuj identigitaj SVoj aldonis ĝis 395.6 Mb, kiuj okupis 13.2% de tuta homa genaro.SVoj influis 23.0 Mb (ĉ. 0.8%) de genaro per individuo averaĝe.(Figuro 3f kaj 3g)
Funkciaj, fenotipaj kaj klinikaj efikoj de SVoj
Antaŭdirita perdo de funkcio (pLoF) SVoj: pLoF SVoj estis difinitaj kiel SVoj interagis kun CDS, kie kodigaj nukleotidoj estis forigitaj aŭ ORFoj estis ŝanĝitaj.Entute 1,929 pLoF-SVoj influantaj CDS de 1,681 genoj estis komentitaj.Ene de tiuj, 38 genoj elstarigis "imunoglobulin-receptoran ligadon" en GO-riĉiga analizo.Tiuj pLoF-SVoj estis plue komentitaj fare de GWAS, OMIM kaj COSMIC, respektive.(Figuro 4a kaj 4b)
Fenotipe kaj klinike signifaj SVoj: Kelkaj SV en nanopora datumaro pruviĝis esti fenotipe kaj klinike signifaj.Malofta heterozigoza DEL de 19.3 kb, konata kaŭzi alfa-talasemion, estis identigita en tri individuoj, kiuj misfunkciis genojn de Hemoglobin Subunit Alpha 1 kaj 2 (HBA1 kaj HBA2).Alia DEL de 27.4 kb sur genkodigado de Hemoglobin Subunit Beta (HBB) estis identigita en alia individuo.Ĉi tiu SV povas kaŭzi gravajn hemoglobinopatiojn.(Figuro 4c)
Figuro 4. pLoF SVs asociitaj kun fenotipoj kaj malsanoj
Ofta DEL de 2.4 kb estis observita en 35 homozigotaj kaj 67 heterozigozaj portantoj, kiu kovras la kompletan regionon de la tria eksono de Growth Homone Receptor (GHR).La homozigotaj portantoj estis trovitaj signife pli mallongaj ol heterozigotaj (p=0.033).(Figuro 4d)
Krome, tiuj SVoj estis prilaboritaj por populacio-evoluaj studoj inter du regionaj grupoj: Norda kaj Suda Ĉinio.Signife diferencigaj SV-oj estis trovitaj distribuitaj sur Chr 1, 2, 3, 6,10,12,14 kaj 19, ene de kiuj, supraj estis asociitaj kun imunecaj regionoj, kiel ekzemple IGH, MHC, ktp. Estas racie spekuli ke la diferencigo en tiuj SVoj povas pro genetika drivo kaj longperspektiva eksponiĝo al diversaj medioj por subpopulacioj en Ĉinio.
Referenco
Wu, Zhikun, et al."Strukturaj variantoj en ĉina populacio kaj ilia efiko al fenotipoj, malsanoj kaj populacioadaptado."bioRxiv(2021).
Novaĵoj kaj Ĉefaĵoj celas kunhavigi la plej novajn sukcesajn kazojn kun Biomarker Technologies, kaptante novajn sciencajn atingojn kaj ankaŭ elstarajn teknikojn aplikatajn dum la studo.
Afiŝtempo: Jan-06-2022