RESEQUENCING GENOME TOUT
Variant estrikti nan popilasyon Chinwa ak enpak yo sou fenotip, maladi ak adaptasyon popilasyon an
Nanopore |PacBio |Tout genomic re-sekans |Rele varyasyon estriktirèl
Nan etid sa a, Biomarker Technologies te bay sekans Nanopore PromethION.
Pwen esansyèl
Nan etid sa a, yo te revele yon jaden flè jeneral nan varyasyon estriktirèl (SVs) nan genòm imen ak èd nan sekans lekti long sou Platfrom Nanopore PromethION, ki apwofondi konpreyansyon yo genyen sou SVs nan fenotip, maladi ak evolisyon.
Konsepsyon eksperimantal
Echantiyon: Leukocytes san periferik nan 405 moun ki pa gen rapò Chinwa (206 gason ak 199 fi) ak 68 fenotip ak mezi klinik.Pami tout moun, rejyon zansèt 124 moun yo te pwovens nan Nò, sa yo ki nan 198 moun yo te Sid, 53 yo te Sidwès ak 30 yo pa te konnen.
Estrateji sekans: Sekans antye genomic long-read (LRS) ak lekti Nanopore 1D ak lekti PacBio HiFi.
Platfòm sekans: Nanopore PromethION;PacBio Sequel II
Rele varyasyon estrikti
Figi 1. Workflow nan apèl SV ak filtraj
Reyalizasyon prensipal yo
Dekouvèt varyasyon estrikti ak validation
Nanopore dateset: Nan total 20.7 Tb pwòp lekti ki te pwodwi sou platfòm sekans PromethION, reyalize yon mwayèn de 51 Gb done pou chak echantiyon, apeprè.17-pliye nan pwofondè.
Referans aliyman genòm (GRCh38): Yo te reyalize pousantaj kat mwayèn nan 94.1%.Pousantaj erè mwayen (12.6%) te sanble ak yon etid referans anvan (12.6%) (Figi 2b ak 2c)
Estrikti varyasyon (SV) rele: Moun ki rele SV aplike nan etid sa a enkli Sniffles, NanoVar ak NanoSV.SV ki gen gwo konfyans yo te defini kòm SV yo idantifye pa omwen de moun k ap rele epi yo te pase filtraj sou pwofondè, longè ak rejyon an.
Yo te idantifye yon mwayèn de 18,489 (sòti ant 15,439 ak 22,505) nan chak echantiyon.(Figi 2d, 2e ak 2f)
Figi 2. An jeneral jaden flè nan SV yo idantifye pa Dataset Nanopore
Validasyon pa PacBio: SV yo idantifye nan yon echantiyon (HG002, timoun) yo te valide pa yon seri done PacBio HiFi.To an jeneral fo dekouvèt (FDR) te 3.2%, ilistre yon idantifikasyon SV relativman serye pa Nanopore li.
SV ki pa redondants ak karakteristik jenomik
SV ki pa redondants: Yo te jwenn yon seri 132,312 SV ki pa redondants nan fusion SV nan tout echantiyon yo, ki gen ladann 67,405 DEL, 60,182 INS, 3,956 DUP ak 769 INV.(Figi 3a)
Konparezon ak done SV ki egziste yo: Yo te konpare done sa a ak done TGS oswa NGS ki te pibliye.Nan kat done yo konpare, LRS15, ki se tou sèl seri done ki soti nan platfòm sekans ki long li (PacBio) pataje pi gwo sipèpoze ak done sa a.Anplis, yo te rapòte 53.3% (70,471) nan SV nan seri done sa a pou premye fwa.Lè w gade nan chak kalite SV, kantite INS refè ak seri done sekans lekti long te pi gwo pase rès sa yo ki lekti kout, sa ki endike ke sekans lekti long se patikilyèman efikas nan deteksyon INS yo.(Figi 3b ak 3c)
Figi 3. Pwopriyete SV ki pa redondants pou chak kalite SV
Karakteristik jenomik: Yo te jwenn kantite SV yo siyifikativman korelasyon ak longè kwomozòm.Distribisyon jèn yo, repete, DELs (vèt), INS (ble), DUP (jòn) ak INV (zoranj) yo te parèt sou yon dyagram Circos, kote yo te obsève yon ogmantasyon jeneral nan SV nan fen bra kwomozòm yo.(Figi 3d ak 3e)
Longè SV yo: Yo te jwenn longè INS ak DEL yo siyifikativman pi kout pase DUP ak INV yo, ki te dakò ak sa yo idantifye pa PacBio HiFi dataset.Longè tout SV idantifye te ajoute jiska 395.6 Mb, ki te okipe 13.2% nan tout genomic imen.SV yo afekte 23.0 Mb (apeprè 0.8%) nan genòm pou chak moun an mwayèn.(Figi 3f ak 3g)
Enpak fonksyonèl, fenotip ak klinik nan SVs
Prevwa pèt fonksyon (pLoF) SVs: pLoF SVs yo te defini kòm SVs kominike avèk CDS, kote nukleotid kodaj yo te efase oswa ORF yo te chanje.An total de 1,929 pLoF SV ki afekte CDS nan 1,681 jèn yo te anote.Nan sa yo, 38 jèn make "reseptè imunoglobulin obligatwa" nan analiz anrichisman GO.GWAS, OMIM ak COSMIC te anote plis SVs pLoF sa yo, respektivman.(Figi 4a ak 4b)
Fenotip ak klinik SV ki enpòtan: Yo te montre yon kantite SV nan dataset nanopore yo dwe fenotip ak klinikman enpòtan.Yon DEL eterozigot ki ra 19.3 kb, li te ye pou lakòz alfa-talasemi, yo te idantifye nan twa moun, ki mal fonksyone jèn nan Emoglobin Subunit Alpha 1 ak 2 (HBA1 ak HBA2).Yon lòt DEL de 27.4 kb sou jèn kodaj Emoglobin Subunit Beta (HBB) te idantifye nan yon lòt moun.SV sa a te konnen ki lakòz emoglobinopati grav.(Figi 4c)
Figi 4. SV pLoF ki asosye ak fenotip ak maladi
Yo te obsève yon DEL komen nan 2.4 kb nan 35 transpòtè omozigòt ak 67 eterozigòt, ki kouvri rejyon an konplè nan 3yèm ekson nan Growth Homone Receptor (GHR).Yo te jwenn transpòtè omozigòt yo siyifikativman pi kout pase sa yo etèzigòt (p = 0.033).(Figi 4d)
Anplis de sa, SV sa yo te trete pou etid evolisyonè popilasyon ant de gwoup rejyonal: Nò ak Sid Lachin.Siyifikativman diferansye SV yo te jwenn distribiye sou Chr 1, 2, 3, 6,10,12,14 ak 19, nan ki, sa yo ki pi wo yo te asosye ak rejyon iminite, tankou IGH, MHC, elatriye. diferansyasyon nan SV sa yo ka akòz drift jenetik ak alontèm ekspoze a divès anviwònman pou sub-populasyon nan Lachin.
Referans
Wu, Zhikun, et al."Varyant estriktirèl nan popilasyon Chinwa ak enpak yo sou fenotip, maladi ak adaptasyon popilasyon an."bioRxiv(2021).
Nouvèl ak Pwen esansyèl vize pou pataje dènye ka siksè yo ak Biomarker Technologies, kaptire nouvo reyalizasyon syantifik ak teknik enpòtan aplike pandan etid la.
Lè poste: Jan-06-2022