સમગ્ર જીનોમ રીસેક્વન્સીંગ
ચાઇનીઝ વસ્તીમાં માળખાકીય પ્રકારો અને ફેનોટાઇપ્સ, રોગો અને વસ્તી અનુકૂલન પર તેમની અસર
નાનોપોર |PacBio |સંપૂર્ણ જીનોમ રી-સિક્વન્સિંગ |માળખાકીય વિવિધતા કૉલિંગ
આ અભ્યાસમાં, નેનોપોર પ્રોમેથિઅન સિક્વન્સિંગ બાયોમાર્કર ટેક્નોલોજીસ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવ્યું હતું.
હાઇલાઇટ્સ
આ અભ્યાસમાં, નેનોપોર પ્રોમેથિઅન પ્લેટફ્રોમ પર લાંબા-વાંચેલા સિક્વન્સિંગની મદદથી માનવ જીનોમમાં માળખાકીય વિવિધતાઓ(SVs) ની એકંદર લેન્ડસ્કેપ જાહેર કરવામાં આવી હતી, જે ફેનોટાઇપ્સ, રોગો અને ઉત્ક્રાંતિમાં SVs ની સમજને વધુ ઊંડી બનાવે છે.
પ્રાયોગિક ડિઝાઇન
નમૂનાઓ: 68 ફેનોટાઇપિક અને ક્લિનિકલ માપ સાથે 405 અસંબંધિત ચાઇનીઝ વ્યક્તિઓ (206 પુરુષો અને 199 સ્ત્રીઓ) ના પેરિફેરલ રક્ત લ્યુકોસાઇટ્સ.તમામ વ્યક્તિઓમાં, 124 વ્યક્તિઓના પૂર્વજોના પ્રદેશો ઉત્તરમાં પ્રાંતો હતા, તેમાંથી 198 વ્યક્તિઓ દક્ષિણના હતા, 53 દક્ષિણપશ્ચિમના હતા અને 30 અજાણ્યા હતા.
સિક્વન્સિંગ વ્યૂહરચના: નેનોપોર 1D રીડ્સ અને PacBio HiFi રીડ્સ સાથે સંપૂર્ણ જીનોમ લોંગ-રીડ સિક્વન્સિંગ (LRS).
સિક્વન્સિંગ પ્લેટફોર્મ: નેનોપોર પ્રોમેથિયન;PacBio સિક્વલ II
સ્ટ્રક્ચર ભિન્નતા કૉલિંગ
આકૃતિ 1. એસવી કૉલિંગ અને ફિલ્ટરિંગનો વર્કફ્લો
મુખ્ય સિદ્ધિઓ
માળખું વિવિધતા શોધ અને માન્યતા
નેનોપોર ડેટસેટ: પ્રોમેથિઅન સિક્વન્સિંગ પ્લેટફોર્મ પર કુલ 20.7 Tb ક્લીન રીડ જનરેટ થાય છે, જે પ્રતિ સેમ્પલ સરેરાશ 51 Gb ડેટા પ્રાપ્ત કરે છે, આશરે.ઊંડાઈમાં 17 ગણો.
સંદર્ભ જીનોમ સંરેખણ(GRCh38): સરેરાશ મેપિંગ દર 94.1% હાંસલ કરવામાં આવ્યો હતો.સરેરાશ ભૂલ દર (12.6%) અગાઉના બેન્ચમાર્કિંગ અભ્યાસ (12.6%) (આકૃતિ 2b અને 2c) જેવો જ હતો.
સ્ટ્રક્ચર વેરિએશન(SV) કૉલિંગ: આ અભ્યાસમાં લાગુ કરાયેલ SV કૉલર્સમાં Sniffles, NanoVar અને NanoSVનો સમાવેશ થાય છે.ઉચ્ચ આત્મવિશ્વાસ ધરાવતા SV ને ઓછામાં ઓછા બે કૉલર દ્વારા ઓળખવામાં આવેલા SV તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યા હતા અને ઊંડાઈ, લંબાઈ અને પ્રદેશ પર ફિલ્ટરેશન પસાર કર્યા હતા.
દરેક નમૂનામાં સરેરાશ 18,489 (15,439 થી 22,505 સુધીની) ઉચ્ચ આત્મવિશ્વાસ ધરાવતા SVs ઓળખવામાં આવ્યા હતા.(આકૃતિ 2d, 2e અને 2f)
આકૃતિ 2. નેનોપોર ડેટાસેટ દ્વારા ઓળખાયેલ SV નું એકંદર લેન્ડસ્કેપ
PacBio દ્વારા માન્યતા: એક નમૂના (HG002, ચાઇલ્ડ) માં ઓળખાયેલ SVs PacBio HiFi ડેટાસેટ દ્વારા માન્ય કરવામાં આવ્યા હતા.એકંદર ખોટા શોધ દર(FDR) 3.2% હતો, જે નેનોપોર રીડ્સ દ્વારા પ્રમાણમાં વિશ્વસનીય SV ઓળખ દર્શાવે છે.
બિન-રિડન્ડન્ટ એસવી અને જીનોમિક લક્ષણો
બિન-રિડન્ડન્ટ SVs: તમામ નમૂનાઓમાં SVs મર્જ કરીને 132,312 બિન-રિડન્ડન્ટ SVsનો સમૂહ મેળવવામાં આવ્યો હતો, જેમાં 67,405 DELs, 60,182 INSs, 3,956 DUPs અને 769 INVsનો સમાવેશ થાય છે.(આકૃતિ 3a)
અસ્તિત્વમાં રહેલા SV ડેટાસેટ્સ સાથે સરખામણી: આ ડેટાસેટની સરખામણી પ્રકાશિત TGS અથવા NGS ડેટાસેટ સાથે કરવામાં આવી હતી.સરખામણીમાં ચાર ડેટાસેટ્સની અંદર, LRS15, જે લોંગ-રીડ સિક્વન્સિંગ પ્લેટફોર્મ (PacBio) માંથી એકમાત્ર ડેટાસેટ પણ છે જે આ ડેટાસેટ સાથે સૌથી વધુ ઓવરલેપ શેર કરે છે.વધુમાં, આ ડેટાસેટમાં 53.3% (70,471) SVs પ્રથમ વખત નોંધવામાં આવ્યા હતા.દરેક SV પ્રકારને જોઈને, લાંબા-વાંચેલા સિક્વન્સિંગ ડેટાસેટ સાથે પુનઃપ્રાપ્ત INS ની સંખ્યા બાકીના ટૂંકા-વાંચેલા ડેટા કરતા ઘણી મોટી હતી, જે દર્શાવે છે કે લાંબા-વાંચેલા ક્રમાંકન ખાસ કરીને INSs શોધમાં કાર્યક્ષમ છે.(આકૃતિ 3b અને 3c)
આકૃતિ 3. દરેક SV પ્રકાર માટે બિન-રિડન્ડન્ટ SV ના ગુણધર્મો
જીનોમિક લક્ષણો: SV ની સંખ્યા રંગસૂત્રની લંબાઈ સાથે નોંધપાત્ર રીતે સંબંધિત જોવા મળી હતી.જનીનોનું વિતરણ, પુનરાવર્તિત, DELs(લીલો), INS(વાદળી), DUP(પીળો) અને INV(નારંગી) સર્કોસ ડાયાગ્રામ પર દર્શાવવામાં આવ્યા હતા, જ્યાં રંગસૂત્રના આર્મ્સના અંતે SV માં સામાન્ય વધારો જોવા મળ્યો હતો.(આકૃતિ 3d અને 3e)
SVs ની લંબાઈ: INSs અને DELs ની લંબાઈ DUPs અને INVs કરતા નોંધપાત્ર રીતે ટૂંકી હોવાનું જણાયું હતું, જે PacBio HiFi ડેટાસેટ દ્વારા ઓળખવામાં આવેલા લોકો સાથે સંમત હતા.તમામ ઓળખાયેલ SVs ની લંબાઈ 395.6 Mb સુધી ઉમેરવામાં આવી, જેણે સમગ્ર માનવ જીનોમના 13.2% પર કબજો કર્યો.SVs એ સરેરાશ વ્યક્તિ દીઠ જીનોમના 23.0 Mb (અંદાજે 0.8%) ને અસર કરી.(આકૃતિ 3f અને 3g)
SVs ની કાર્યાત્મક, ફેનોટાઇપિકલ અને ક્લિનિકલ અસરો
કાર્ય (pLoF) SVs ના અનુમાનિત નુકસાન: pLoF SVs ને SVs તરીકે CDS સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવી હતી, જ્યાં કોડિંગ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ કાઢી નાખવામાં આવ્યા હતા અથવા ORF માં ફેરફાર કરવામાં આવ્યા હતા.કુલ 1,681 જનીનોના CDS ને અસર કરતા 1,929 pLoF SVs એનોટેટ કરવામાં આવ્યા હતા.તેની અંદર, GO સંવર્ધન વિશ્લેષણમાં 38 જનીનોએ "ઇમ્યુનોગ્લોબ્યુલિન રીસેપ્ટર બાઈન્ડિંગ" પ્રકાશિત કર્યું.આ pLoF SV ને અનુક્રમે GWAS, OMIM અને COSMIC દ્વારા વધુ ટીકા કરવામાં આવી હતી.(આકૃતિ 4a અને 4b)
ફેનોટાઇપિકલી અને ક્લિનિકલી સંબંધિત SV: નેનોપોર ડેટાસેટમાં સંખ્યાબંધ SV ફિનોટાઇપિકલી અને ક્લિનિકલી સંબંધિત હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું.19.3 kb નું એક દુર્લભ હેટરોઝાયગસ DEL, જે આલ્ફા-થેલેસેમિયા માટે જાણીતું છે, તે ત્રણ વ્યક્તિઓમાં ઓળખવામાં આવ્યું હતું, જેણે હિમોગ્લોબિન સબ્યુનિટ આલ્ફા 1 અને 2 (HBA1 અને HBA2) ના જનીનોને નિષ્ક્રિય કર્યું હતું.જીન કોડિંગ હિમોગ્લોબિન સબ્યુનિટ બીટા(HBB) પર 27.4 kb નું અન્ય DEL અન્ય વ્યક્તિમાં ઓળખવામાં આવ્યું હતું.આ SV ગંભીર હિમોગ્લોબિનોપેથી માટે જાણીતું હતું.(આકૃતિ 4c)
આકૃતિ 4. ફિનોટાઇપ્સ અને રોગો સાથે સંકળાયેલ pLoF SVs
35 હોમોઝાયગસ અને 67 હેટરોઝાયગસ કેરિયર્સમાં 2.4 kb નો સામાન્ય DEL જોવા મળ્યો હતો, જે ગ્રોથ હોમોન રીસેપ્ટર(GHR) ના ત્રીજા એક્ઝોનના સંપૂર્ણ વિસ્તારને આવરી લે છે.હોમોઝાયગસ કેરિયર્સ હેટરઝાઇગસ (p=0.033) કરતા નોંધપાત્ર રીતે ટૂંકા જોવા મળ્યા હતા.(આકૃતિ 4d)
વધુમાં, આ SVs પર બે પ્રાદેશિક જૂથો વચ્ચે વસ્તી ઉત્ક્રાંતિ અભ્યાસ માટે પ્રક્રિયા કરવામાં આવી હતી: ઉત્તર અને દક્ષિણ ચીન.નોંધપાત્ર રીતે વિભેદક SV 1, 2, 3, 6,10,12,14 અને 19 ના રોજ વિતરિત કરવામાં આવ્યા હતા, જેમાં ટોચના લોકો IGH, MHC, વગેરે જેવા રોગપ્રતિકારક ક્ષેત્રો સાથે સંકળાયેલા હતા. એ અનુમાન કરવું વાજબી છે કે આ SVs માં ભિન્નતા આનુવંશિક ડ્રિફ્ટ અને લાંબા ગાળાના કારણે ચીનમાં પેટા-વસ્તી માટે વૈવિધ્યસભર વાતાવરણના સંપર્કમાં આવી શકે છે.
સંદર્ભ
વુ, ઝિકુન, એટ અલ."ચીની વસ્તીમાં માળખાકીય પ્રકારો અને ફેનોટાઇપ્સ, રોગો અને વસ્તી અનુકૂલન પર તેમની અસર."bioRxiv(2021).
સમાચાર અને હાઇલાઇટ્સ બાયોમાર્કર ટેક્નોલોજીસ સાથે નવીનતમ સફળ કિસ્સાઓ શેર કરવાનો હેતુ, નવલકથા વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધિઓ તેમજ અભ્યાસ દરમિયાન લાગુ કરાયેલી અગ્રણી તકનીકોને કેપ્ચર કરવાનો છે.
પોસ્ટ સમય: જાન્યુઆરી-06-2022