ژنومیک انسان
ژنتیک طبیعت
توالی خوانی طولانی، گسترش تکرار GGC در NOTCH2NLC مرتبط با بیماری انکلوژن داخل هسته ای عصبی را شناسایی می کند.
ONT resequencing |ایلومینا |توالی اگزوم کل |توالی یابی هدفمند CRISPR-Cas9 ONT |RNA-seq |فراخوانی متیلاسیون 5 mC ONT
نکات برجسته
1. با تجزیه و تحلیل پیوند در یک خانواده بزرگ NIID، دو منطقه مرتبط شناسایی شد.
توالی یابی طولانی مدت مبتنی بر 2.ONT و توالی یابی ONT غنی سازی با واسطه Cas-9 یک علت ژنتیکی بالقوه NIID، گسترش تکرار GGC را در 5' UTR از NOTCH2NLC کشف کردند.این مطالعه برای اولین بار گسترش مکرر ژن‌های اختصاصی انسان را گزارش کرد که از طریق تکرارهای قطعه‌ای تکامل یافتند.
توالی یابی RNA 3، رونوشت های آنتی سنس غیرطبیعی را در ابتدا یا داخل مناطق گسترش تکرار GGC در NOTCH2NLC نشان داد.
زمینه
Nبیماری درون‌هسته‌ای یورونال (NIID) یک بیماری تخریب‌کننده عصبی پیشرونده و کشنده است که با وجود انکلوزیون‌های داخل هسته‌ای هیالین ائوزینوفیلیک در سیستم‌های عصبی مرکزی و محیطی مشخص می‌شود.تظاهرات بالینی بسیار متغیر آن تا زمان معرفی بیوپسی پوست، مشکلات زیادی را در تشخیص ایجاد می کند.با این حال، روش‌های مبتنی بر هیستوپاتولوژی هنوز از تشخیص اشتباه رنج می‌برند، که نیازمند درک ژنتیکی NIID است.
دستاوردها
تجزیه و تحلیل پیوند
Sتوالی یابی کل ژنوم (WGS) و توالی یابی کل اگزوم (WES) بر روی یک خانواده بزرگ NIID (13 عضو مبتلا و 7 عضو سالم) انجام شد.تجزیه و تحلیل پیوند بر روی SNP های استخراج شده از این داده ها تنها دو منطقه مرتبط را نشان داد: یک منطقه 3.5 Mb در 1p36.31-p36.22 (حداکثر LOD = 2.32) و یک منطقه 58.1 Mb در 1p22.1-q21.3 (حداکثر LOD: 4.21). ).با این حال، هیچ SNP یا CNV بیماری زا در این مناطق مرتبط شناسایی نشد.
بسط GGC در NOTCH2NLC تکرار می شود
Nتوالی یابی مبتنی بر آنپور بر روی 13 عضو مبتلا و 4 عضو سالم از 8 خانواده پردازش شد (یکی دیگر از اعضای آسیب دیده توسط پلت فرم توالی خوانی طولانی Pacbio توالی یابی شد.).داده های طولانی خوانده شده نشان می دهد که گسترش مجدد GGC مرتبط با بیماری در 5' UTR نقشه برداری ژن NOTCH2NLC به منطقه مرتبط با 58.1 Mb است (شکل 1).این انبساط های تکراری همچنین در تمام 40 مورد NIID پراکنده که توسط RP-PCR آزمایش شدند، شناسایی شدند.
Cتوالی هدف با واسطه as-9 بر روی پلت فرم نانو حفره برای دستیابی به پوشش خواندن بالاتر در تکرار NOTCH2NLC (100 X-1795 X) استفاده شد.این توالی های اجماع به خوبی با یافته های قبلی در مورد بسط های تکراری GGC موافق بودند.علاوه بر این، {(GGA)n (GGC)n}n تکرار به عنوان یک نشانگر ژنتیکی بالقوه برای فنوتیپ غالب ضعف شناسایی شد (شکل 2).
شکل 1. گسترش تکرار مرتبط با بیماری که در اگزون 1 ایزوفرم های NOTCH2NLC شناسایی شده است.
شکل 2. توالی های توافقی تکرار NPTCH2NLC در بیماران NIID با (*) یا بدون فنوتیپ غالب ضعف
Nژن‌های OTCH2NL ژن‌های اختصاصی انسان هستند که اعتقاد بر این است که نقش حیاتی در تکامل مغز انسان و بیماری‌های عصبی دارند.با این حال، سه ژن مرتبط با NOTCH2 (NOTCH2NLA، NOTCH2NLB و NOTCH2NLC) با هویت توالی 99.1٪ تا آخرین مونتاژ ژنوم انسانی حل نشدند.توالی یابی بدون سنتز و طولانی مدت بر روی پلت فرم نانو حفره مزایای قابل توجهی در حل مناطق با شباهت بالا و تکرار (GGC)n با 100٪ غنی از GC نشان داده است.
بسط GGC در NOTCH2NLC تکرار می شود
Tتوالی ranscriptome بر روی 2 عضو مبتلا و 2 عضو غیر مبتلا پردازش شد.عمق خواندن نرمال شده بر روی رشته های حسی و آنتی سنس در بالادست اگزون های اول پارالوگ های NOTCH2NL محاسبه شد.رونوشت‌های ضد حس غیرطبیعی فقط در موارد مبتلا یافت شدند، که در ابتدا یا داخل ناحیه گسترش تکرار قرار دارند (قله‌های بنفش در F1-14 و F1-16 در شکل 3.).علاوه بر این، 54 DEG شناسایی شد و همه از نظر GO و MPO مربوط به عملکردهای عصبی غنی شدند.
شکل 3. عمق خواندن نرمال شده در بالادست اگزون اول NOTCH2NLC در موارد بدون تأثیر (بالا) و آسیب دیده (زیر).
فن آوری
فناوری‌های نانوپوره آکسفورد (ONT)
Nتوالی یابی آنوپور خود را از سایر پلتفرم های توالی یابی متمایز می کند، زیرا نوکلئوتیدها مستقیماً بدون فرآیند سنتز DNA خوانده می شوند.با عبور یک رشته DNA از منافذ پروتئینی با اندازه نانو (نانو حفره)، نوکلئوتیدهای مختلف جریان‌های یونی متفاوتی تولید می‌کنند که می‌توانند گرفته شده و به دنباله‌ای از پایگاه‌ها منتقل شوند.پلتفرم توالی یابی ONT خود محدودیت فنی ظاهری در طول خواندن DNA نشان نمی دهد.بنابراین، خواندن های فوق طولانی (ULRs) برای مونتاژ ژنوم با کیفیت بالا در دسترس هستند.علاوه بر این، این خواندن‌های بسیار طولانی، که به اندازه کافی طولانی هستند تا از ویژگی‌های توالی پیچیده یا تغییرات ساختاری عبور کنند، به غلبه بر محدودیت‌های توالی‌خوانی کوتاه در اینجا کمک می‌کنند.
توالی یابی نانوحفره
شناسایی تغییرات ساختاری (SV).
Sتوالی یابی بدون سنتز تا حد زیادی اطلاعات متیلاسیون DNA را روی الگو حفظ کرد.متیله A، T، C و G جریان های یونی متمایزی را از جریان های غیر متیله تولید می کنند که می تواند مستقیماً توسط پلت فرم خوانده شود.توالی یابی نانوحفره، پروفیل کل ژنوم 5 و 6 میلی آمپر را در وضوح تک نوکلئوتیدی تقویت می کند.
ارجاع
جون سونه و همکارانal.توالی خوانی طولانی، گسترش تکرار GGC در NOTCH2NLC مرتبط با بیماری انکلوژن داخل هسته ای عصبی را شناسایی می کند.ژنتیک طبیعت (2019)
فناوری و نکات برجسته با هدف به اشتراک گذاری آخرین کاربردهای موفق فناوری های مختلف توالی یابی با توان عملیاتی بالا در عرصه های مختلف تحقیقاتی و همچنین ایده های درخشان در طراحی تجربی و داده کاوی.
زمان ارسال: ژانویه-06-2022