संपूर्ण जीनोम का पुनरुत्पादन
चीनी जनसंख्या में संरचना भिन्नताएं और फेनोटाइप, बीमारियों और जनसंख्या अनुकूलन पर उनका प्रभाव
नैनोपोर |पैकबियो |संपूर्ण जीनोम पुनः अनुक्रमण |संरचनात्मक भिन्नता कॉलिंग
इस अध्ययन में, नैनोपोर प्रोमेथियन अनुक्रमण बायोमार्कर टेक्नोलॉजीज द्वारा प्रदान किया गया था।
हाइलाइट
इस अध्ययन में, नैनोपोर प्रोमेथियन प्लेटफॉर्म पर लंबे समय से पढ़ी गई अनुक्रमण की मदद से मानव जीनोम में संरचनात्मक विविधताओं (एसवी) का एक समग्र परिदृश्य सामने आया, जो फेनोटाइप, बीमारियों और विकास में एसवी की समझ को गहरा करता है।
प्रयोगात्मक परिरूप
नमूने: 68 फेनोटाइपिक और नैदानिक माप के साथ 405 असंबंधित चीनी व्यक्तियों (206 पुरुष और 199 महिलाएं) के परिधीय रक्त ल्यूकोसाइट्स।सभी व्यक्तियों में, 124 व्यक्तियों के पैतृक क्षेत्र उत्तर में प्रांत थे, 198 व्यक्तियों के पैतृक क्षेत्र दक्षिण में, 53 व्यक्तियों के दक्षिण-पश्चिम में और 30 के बारे में कोई जानकारी नहीं थी।
अनुक्रमण रणनीति: नैनोपोर 1D रीड्स और PacBio HiFi रीड्स के साथ संपूर्ण जीनोम लॉन्ग-रीड सीक्वेंसिंग (LRS)।
अनुक्रमण मंच: नैनोपोर प्रोमेथियन;पैकबियो सीक्वल II
संरचना भिन्नता कॉलिंग
चित्र 1. एसवी कॉलिंग और फ़िल्टरिंग का वर्कफ़्लो
मुख्य उपलब्धियां
संरचना भिन्नता की खोज और सत्यापन
नैनोपोर डेटसेट: प्रोमेथियन सीक्वेंसिंग प्लेटफॉर्म पर कुल मिलाकर 20.7 टीबी क्लीन रीड उत्पन्न हुआ, जिससे प्रति नमूना औसतन 51 जीबी डेटा प्राप्त हुआ।गहराई में 17 गुना.
संदर्भ जीनोम संरेखण (GRCh38): 94.1% की औसत मैपिंग दर हासिल की गई।औसत त्रुटि दर(12.6%) पूर्व बेंचमार्किंग अध्ययन(12.6%) के समान थी (चित्र 2बी और 2सी)
संरचना भिन्नता (एसवी) कॉलिंग: इस अध्ययन में लागू एसवी कॉलर्स में स्निफ़ल्स, नैनोवार और नैनोएसवी शामिल हैं।उच्च-आत्मविश्वास वाले एसवी को कम से कम दो कॉल करने वालों द्वारा पहचाने गए एसवी के रूप में परिभाषित किया गया था और गहराई, लंबाई और क्षेत्र पर फ़िल्टर किया गया था।
प्रत्येक नमूने में औसतन 18,489 (15,439 से 22,505 तक) उच्च-विश्वास वाले एसवी की पहचान की गई।(चित्रा 2डी, 2ई और 2एफ)
चित्र 2. नैनोपोर डेटासेट द्वारा पहचाने गए एसवी का समग्र परिदृश्य
PacBio द्वारा सत्यापन: एक नमूने (HG002, चाइल्ड) में पहचाने गए SVs को PacBio HiFi डेटासेट द्वारा मान्य किया गया था।समग्र झूठी खोज दर (एफडीआर) 3.2% थी, जो नैनोपोर रीड्स द्वारा अपेक्षाकृत विश्वसनीय एसवी पहचान को दर्शाती है।
गैर-अनावश्यक एसवी और जीनोमिक विशेषताएं
गैर-अनावश्यक एसवी: सभी नमूनों में एसवी को विलय करके 132,312 गैर-अनावश्यक एसवी का एक सेट प्राप्त किया गया, जिसमें 67,405 डीईएल, 60,182 आईएनएस, 3,956 डीयूपी और 769 आईएनवी शामिल हैं।(चित्र 3ए)
मौजूदा एसवी डेटासेट के साथ तुलना: इस डेटासेट की तुलना प्रकाशित टीजीएस या एनजीएस डेटासेट से की गई थी।तुलना किए गए चार डेटासेट के भीतर, LRS15, जो लंबे समय तक पढ़े जाने वाले अनुक्रमण प्लेटफ़ॉर्म (PacBio) से एकमात्र डेटासेट है, ने इस डेटासेट के साथ सबसे बड़ा ओवरलैप साझा किया है।इसके अलावा, इस डेटासेट में 53.3% (70,471) एसवी पहली बार रिपोर्ट किए गए थे।प्रत्येक एसवी प्रकार पर गौर करने पर, लंबे समय से पढ़े गए अनुक्रमण डेटासेट के साथ पुनर्प्राप्त आईएनएस की संख्या बाकी कम पढ़े गए डेटासेट की तुलना में बहुत बड़ी थी, जो दर्शाता है कि लंबे समय से पढ़े गए अनुक्रमण आईएनएस का पता लगाने में विशेष रूप से कुशल है।(चित्र 3बी और 3सी)
चित्र 3. प्रत्येक एसवी प्रकार के लिए गैर-अनावश्यक एसवी के गुण
जीनोमिक विशेषताएं: एसवी की संख्या को गुणसूत्र की लंबाई के साथ महत्वपूर्ण रूप से सहसंबद्ध पाया गया।जीन, रिपीट, डीईएल (हरा), आईएनएस (नीला), डीयूपी (पीला) और आईएनवी (नारंगी) का वितरण सर्कोस आरेख पर प्रदर्शित किया गया था, जहां क्रोमोसोम भुजाओं के अंत में एसवी में सामान्य वृद्धि देखी गई थी।(चित्र 3डी और 3ई)
एसवी की लंबाई: आईएनएस और डीईएल की लंबाई डीयूपी और आईएनवी की तुलना में काफी कम पाई गई, जो कि PacBio HiFi डेटासेट द्वारा पहचानी गई लंबाई से सहमत थी।सभी पहचाने गए एसवी की लंबाई बढ़कर 395.6 एमबी हो गई, जो संपूर्ण मानव जीनोम का 13.2% थी।एसवी ने औसतन प्रति व्यक्ति 23.0 एमबी (लगभग 0.8%) जीनोम को प्रभावित किया।(चित्रा 3एफ और 3जी)
एसवी के कार्यात्मक, फेनोटाइपिकल और नैदानिक प्रभाव
फ़ंक्शन की अनुमानित हानि (पीएलओएफ) एसवी: पीएलओएफ एसवी को सीडीएस के साथ इंटरैक्ट किए गए एसवी के रूप में परिभाषित किया गया था, जहां कोडिंग न्यूक्लियोटाइड हटा दिए गए थे या ओआरएफ बदल दिए गए थे।कुल मिलाकर 1,681 जीनों के सीडीएस को प्रभावित करने वाले 1,929 पीएलओएफ एसवी को एनोटेट किया गया था।उनमें से, 38 जीनों ने जीओ संवर्धन विश्लेषण में "इम्युनोग्लोबुलिन रिसेप्टर बाइंडिंग" पर प्रकाश डाला।इन पीएलओएफ एसवी को क्रमशः जीडब्ल्यूएएस, ओएमआईएम और कॉस्मिक द्वारा एनोटेट किया गया था।(चित्र 4ए और 4बी)
फेनोटाइपिक और चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक एसवी: नैनोपोर डेटासेट में कई एसवी को फेनोटाइपिक और चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक दिखाया गया है।19.3 केबी का एक दुर्लभ विषमयुग्मजी DEL, जिसे अल्फा-थैलेसीमिया का कारण माना जाता है, की पहचान तीन व्यक्तियों में की गई, जिसने हीमोग्लोबिन सबयूनिट अल्फा 1 और 2 (HBA1 और HBA2) के जीन को निष्क्रिय कर दिया।जीन कोडिंग हीमोग्लोबिन सबयूनिट बीटा (एचबीबी) पर 27.4 केबी का एक और डीईएल एक अन्य व्यक्ति में पहचाना गया था।यह एसवी गंभीर हीमोग्लोबिनोपैथी का कारण बनने के लिए जाना जाता था।(चित्र 4सी)
चित्र 4. फेनोटाइप और बीमारियों से जुड़े पीएलओएफ एसवी
35 समयुग्मजी और 67 विषमयुग्मजी वाहकों में 2.4 केबी का एक सामान्य डीईएल देखा गया, जो ग्रोथ होमोन रिसेप्टर (जीएचआर) के तीसरे एक्सॉन के पूरे क्षेत्र को कवर करता है।समयुग्मजी वाहक विषमयुग्मजी वाहकों की तुलना में काफी छोटे पाए गए (p=0.033)।(चित्र 4डी)
इसके अलावा, इन एसवी को दो क्षेत्रीय समूहों: उत्तर और दक्षिण चीन के बीच जनसंख्या विकासवादी अध्ययन के लिए संसाधित किया गया था।उल्लेखनीय रूप से भिन्न एसवी Chr 1, 2, 3, 6,10,12,14 और 19 पर वितरित पाए गए, जिनमें शीर्ष वाले IGH, MHC, आदि जैसे प्रतिरक्षा क्षेत्रों से जुड़े थे। यह अनुमान लगाना उचित है कि इन एसवी में भेदभाव आनुवांशिक बहाव और चीन में उप-आबादी के लिए विविध वातावरणों के दीर्घकालिक संपर्क के कारण हो सकता है।
संदर्भ
वू, झिकुन, एट अल।"चीनी आबादी में संरचनात्मक परिवर्तन और फेनोटाइप, बीमारियों और जनसंख्या अनुकूलन पर उनका प्रभाव।"Biorxiv(2021)।
समाचार और मुख्य बातें इसका उद्देश्य नवीनतम सफल मामलों को बायोमार्कर टेक्नोलॉजीज के साथ साझा करना, उपन्यास वैज्ञानिक उपलब्धियों के साथ-साथ अध्ययन के दौरान लागू प्रमुख तकनीकों को कैप्चर करना है।
पोस्ट समय: जनवरी-06-2022