ಸಂಪೂರ್ಣ ಜೀನೋಮ್ ರಿಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್
ಚೀನೀ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿನ ರಚನೆಯ ರೂಪಾಂತರಗಳು ಮತ್ತು ಫಿನೋಟೈಪ್‌ಗಳು, ರೋಗಗಳು ಮತ್ತು ಜನಸಂಖ್ಯೆಯ ರೂಪಾಂತರದ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ಪ್ರಭಾವ
ನ್ಯಾನೋಪೋರ್ |PacBio |ಸಂಪೂರ್ಣ ಜೀನೋಮ್ ಮರು ಅನುಕ್ರಮ |ರಚನಾತ್ಮಕ ಬದಲಾವಣೆಯ ಕರೆ
ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ಬಯೋಮಾರ್ಕರ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜೀಸ್‌ನಿಂದ ನ್ಯಾನೊಪೋರ್ ಪ್ರೊಮೆಥಿಯಾನ್ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಒದಗಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಮುಖ್ಯಾಂಶಗಳು
ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ನ್ಯಾನೊಪೋರ್ ಪ್ರೊಮೆಥಿಯಾನ್ ಪ್ಲಾಟ್‌ಫ್ರಾಮ್‌ನಲ್ಲಿ ದೀರ್ಘ-ಓದಿದ ಅನುಕ್ರಮದ ಸಹಾಯದಿಂದ ಮಾನವ ಜೀನೋಮ್‌ನಲ್ಲಿನ ರಚನಾತ್ಮಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ (ಎಸ್‌ವಿಗಳು) ಒಟ್ಟಾರೆ ಭೂದೃಶ್ಯವನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು ಫಿನೋಟೈಪ್‌ಗಳು, ರೋಗಗಳು ಮತ್ತು ವಿಕಸನದಲ್ಲಿ ಎಸ್‌ವಿಗಳ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಗಾಢಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವಿನ್ಯಾಸ
ಮಾದರಿಗಳು: 68 ಫಿನೋಟೈಪಿಕ್ ಮತ್ತು ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಅಳತೆಗಳೊಂದಿಗೆ 405 ಸಂಬಂಧವಿಲ್ಲದ ಚೀನೀ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳ (206 ಪುರುಷರು ಮತ್ತು 199 ಮಹಿಳೆಯರು) ಬಾಹ್ಯ ರಕ್ತ ಲ್ಯುಕೋಸೈಟ್ಗಳು.ಎಲ್ಲಾ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳಲ್ಲಿ, 124 ವ್ಯಕ್ತಿಗಳ ಪೂರ್ವಜರ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಉತ್ತರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಂತ್ಯಗಳಾಗಿವೆ, 198 ವ್ಯಕ್ತಿಗಳು ದಕ್ಷಿಣ, 53 ನೈಋತ್ಯ ಮತ್ತು 30 ತಿಳಿದಿಲ್ಲ.
ಅನುಕ್ರಮ ತಂತ್ರ: ನ್ಯಾನೊಪೋರ್ 1D ಓದುವಿಕೆ ಮತ್ತು PacBio HiFi ಓದುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಜೀನೋಮ್ ದೀರ್ಘ-ಓದುವ ಅನುಕ್ರಮ (LRS).
ಅನುಕ್ರಮ ವೇದಿಕೆ: ನ್ಯಾನೊಪೋರ್ ಪ್ರೊಮೆಥಿಯಾನ್;PacBio ಸೀಕ್ವೆಲ್ II
ರಚನೆಯ ಬದಲಾವಣೆಯ ಕರೆ
ಚಿತ್ರ 1. SV ಕರೆ ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್‌ನ ಕೆಲಸದ ಹರಿವು
ಮುಖ್ಯ ಸಾಧನೆಗಳು
ರಚನೆಯ ಬದಲಾವಣೆಯ ಅನ್ವೇಷಣೆ ಮತ್ತು ಮೌಲ್ಯೀಕರಣ
ನ್ಯಾನೊಪೋರ್ ದಿನಾಂಕ: ಒಟ್ಟು 20.7 Tb ಕ್ಲೀನ್ ರೀಡ್‌ಗಳನ್ನು PromethION ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ಪ್ಲಾಟ್‌ಫಾರ್ಮ್‌ನಲ್ಲಿ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ, ಪ್ರತಿ ಮಾದರಿಗೆ ಸರಾಸರಿ 51 Gb ಡೇಟಾವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದಾಜು.ಆಳದಲ್ಲಿ 17 ಪಟ್ಟು.
ಉಲ್ಲೇಖ ಜಿನೋಮ್ ಜೋಡಣೆ(GRCh38): ಸರಾಸರಿ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ದರ 94.1% ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ.ಸರಾಸರಿ ದೋಷ ದರ (12.6%) ಹಿಂದಿನ ಬೆಂಚ್‌ಮಾರ್ಕಿಂಗ್ ಅಧ್ಯಯನದಂತೆಯೇ (12.6%) (ಚಿತ್ರ 2b ಮತ್ತು 2c)
ರಚನೆಯ ಬದಲಾವಣೆ (SV) ಕರೆ: ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ SV ಕಾಲರ್‌ಗಳು Sniffles, NanoVar ಮತ್ತು NanoSV ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ.ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಶ್ವಾಸ SV ಗಳನ್ನು SV ಗಳು ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಕನಿಷ್ಠ ಇಬ್ಬರು ಕರೆ ಮಾಡುವವರು ಗುರುತಿಸಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಆಳ, ಉದ್ದ ಮತ್ತು ಪ್ರದೇಶದ ಮೇಲೆ ಶೋಧನೆಗಳನ್ನು ರವಾನಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ಪ್ರತಿ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಸರಾಸರಿ 18,489 (15,439 ರಿಂದ 22,505 ವರೆಗೆ) ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ SV ಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ.(ಚಿತ್ರ 2d, 2e ಮತ್ತು 2f)
ಚಿತ್ರ 2. ನ್ಯಾನೊಪೋರ್ ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ನಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾದ SVಗಳ ಒಟ್ಟಾರೆ ಭೂದೃಶ್ಯ
PacBio ಮೂಲಕ ಮೌಲ್ಯೀಕರಣ: ಒಂದು ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ (HG002, ಮಗು) ಗುರುತಿಸಲಾದ SVಗಳನ್ನು PacBio HiFi ಡೇಟಾಸೆಟ್ ಮೂಲಕ ಮೌಲ್ಯೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ.ಒಟ್ಟಾರೆ ತಪ್ಪು ಅನ್ವೇಷಣೆ ದರ (FDR) 3.2% ಆಗಿತ್ತು, ಇದು ನ್ಯಾನೊಪೋರ್ ಓದುವ ಮೂಲಕ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ SV ಗುರುತಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಅನಗತ್ಯ SVಗಳು ಮತ್ತು ಜೀನೋಮಿಕ್ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು
ಅನಗತ್ಯ SVಗಳು: 67,405 DEL ಗಳು, 60,182 INS ಗಳು, 3,956 DUP ಗಳು ಮತ್ತು 769 INV ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ SV ಗಳನ್ನು ವಿಲೀನಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ 132,312 ಅನಗತ್ಯ SV ಗಳ ಒಂದು ಸೆಟ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ.(ಚಿತ್ರ 3a)
ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ SV ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಕೆ: ಈ ಡೇಟಾಸೆಟ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದ TGS ಅಥವಾ NGS ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಲಾಗಿದೆ.ಹೋಲಿಸಿದರೆ ನಾಲ್ಕು ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, LRS15, ಇದು ದೀರ್ಘ-ಓದಿದ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ಪ್ಲಾಟ್‌ಫಾರ್ಮ್‌ನಿಂದ (PacBio) ಏಕೈಕ ಡೇಟಾಸೆಟ್ ಆಗಿದೆ ಈ ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಅತಿ ದೊಡ್ಡ ಅತಿಕ್ರಮಣಗಳನ್ನು ಹಂಚಿಕೊಂಡಿದೆ.ಇದಲ್ಲದೆ, ಈ ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ನಲ್ಲಿ 53.3% (70,471) SV ಗಳನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ವರದಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.ಪ್ರತಿ SV ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ನೋಡುವ ಮೂಲಕ, ದೀರ್ಘ-ಓದಿದ ಅನುಕ್ರಮ ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಮರುಪಡೆಯಲಾದ INS ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಉಳಿದ ಶಾರ್ಟ್-ರೀಡ್ ಪದಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, ಇದು ದೀರ್ಘ-ಓದಿದ ಅನುಕ್ರಮವು INS ಗಳ ಪತ್ತೆಯಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.(ಚಿತ್ರ 3 ಬಿ ಮತ್ತು 3 ಸಿ)
ಚಿತ್ರ 3. ಪ್ರತಿ SV ಪ್ರಕಾರಕ್ಕೆ ಅನಗತ್ಯ SV ಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು
ಜೀನೋಮಿಕ್ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು: SV ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಕ್ರೋಮೋಸೋಮ್ ಉದ್ದದೊಂದಿಗೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ.ವಂಶವಾಹಿಗಳ ವಿತರಣೆ, ಪುನರಾವರ್ತನೆಗಳು, DEL ಗಳು (ಹಸಿರು), INS (ನೀಲಿ), DUP(ಹಳದಿ) ಮತ್ತು INV (ಕಿತ್ತಳೆ) ಅನ್ನು ಸರ್ಕೋಸ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕ್ರೋಮೋಸೋಮ್ ತೋಳುಗಳ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ SV ನಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ.(ಚಿತ್ರ 3d ಮತ್ತು 3e)
SV ಗಳ ಉದ್ದ: INS ಗಳು ಮತ್ತು DEL ಗಳ ಉದ್ದಗಳು DUP ಗಳು ಮತ್ತು INV ಗಳಿಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಇದು PacBio HiFi ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ನಿಂದ ಗುರುತಿಸಲ್ಪಟ್ಟವುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಮ್ಮತಿಸುತ್ತದೆ.ಗುರುತಿಸಲಾದ ಎಲ್ಲಾ SVಗಳ ಉದ್ದವು 395.6 Mb ವರೆಗೆ ಸೇರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಇದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಮಾನವ ಜೀನೋಮ್‌ನ 13.2% ಅನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ.SVಗಳು ಪ್ರತಿ ವ್ಯಕ್ತಿಗೆ ಸರಾಸರಿ 23.0 Mb (ಅಂದಾಜು. 0.8%) ಜೀನೋಮ್‌ನ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ.(ಚಿತ್ರ 3f ಮತ್ತು 3g)
SV ಗಳ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ, ಫಿನೋಟೈಪಿಕಲ್ ಮತ್ತು ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು
ಕಾರ್ಯದ ಭವಿಷ್ಯ (pLoF) SV ಗಳ ನಷ್ಟ: pLoF SV ಗಳನ್ನು CDS ನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ SV ಗಳು ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕೋಡಿಂಗ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ಅಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ORF ಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.1,681 ಜೀನ್‌ಗಳ CDS ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಒಟ್ಟು 1,929 pLoF SVಗಳನ್ನು ಟಿಪ್ಪಣಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, 38 ಜೀನ್‌ಗಳು GO ಪುಷ್ಟೀಕರಣ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ "ಇಮ್ಯುನೊಗ್ಲಾಬ್ಯುಲಿನ್ ರಿಸೆಪ್ಟರ್ ಬೈಂಡಿಂಗ್" ಅನ್ನು ಹೈಲೈಟ್ ಮಾಡಿದೆ.ಈ pLoF SV ಗಳನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ GWAS, OMIM ಮತ್ತು COSMIC ಮೂಲಕ ಮತ್ತಷ್ಟು ಟಿಪ್ಪಣಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.(ಚಿತ್ರ 4a ಮತ್ತು 4b)
ಫಿನೋಟೈಪಿಕಲ್ ಮತ್ತು ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಸಂಬಂಧಿತ SV ಗಳು: ನ್ಯಾನೊಪೋರ್ ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು SV ಗಳು ಫಿನೋಟೈಪಿಕಲ್ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.19.3 kb ನ ಅಪರೂಪದ ಹೆಟೆರೋಜೈಗಸ್ DEL, ಆಲ್ಫಾ-ಥಲಸ್ಸೆಮಿಯಾವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಮೂರು ವ್ಯಕ್ತಿಗಳಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಹಿಮೋಗ್ಲೋಬಿನ್ ಉಪಘಟಕ ಆಲ್ಫಾ 1 ಮತ್ತು 2 (HBA1 ಮತ್ತು HBA2) ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿತು.ಜೀನ್ ಕೋಡಿಂಗ್ ಹಿಮೋಗ್ಲೋಬಿನ್ ಉಪಘಟಕ ಬೀಟಾ (HBB) ನಲ್ಲಿ 27.4 kb ನ ಮತ್ತೊಂದು DEL ಅನ್ನು ಇನ್ನೊಬ್ಬ ವ್ಯಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ.ಈ SV ಗಂಭೀರವಾದ ಹಿಮೋಗ್ಲೋಬಿನೋಪತಿಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ.(ಚಿತ್ರ 4 ಸಿ)
ಚಿತ್ರ 4. ಫಿನೋಟೈಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರೋಗಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ pLoF SVಗಳು
2.4 kb ನ ಸಾಮಾನ್ಯ DEL ಅನ್ನು 35 ಹೋಮೋಜೈಗಸ್ ಮತ್ತು 67 ಹೆಟೆರೋಜೈಗಸ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಗ್ರೋತ್ ಹೋಮೋನ್ ರಿಸೆಪ್ಟರ್ (GHR) ನ 3 ನೇ ಎಕ್ಸಾನ್ನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.ಹೋಮೋಜೈಗಸ್ ವಾಹಕಗಳು ಹೆಟರ್ಜೈಗಸ್ (p=0.033) ಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಕಂಡುಬಂದಿವೆ.(ಚಿತ್ರ 4 ಡಿ)
ಇದಲ್ಲದೆ, ಈ SV ಗಳನ್ನು ಎರಡು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಗುಂಪುಗಳ ನಡುವಿನ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯ ವಿಕಸನ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕಾಗಿ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗಿದೆ: ಉತ್ತರ ಮತ್ತು ದಕ್ಷಿಣ ಚೀನಾ.Chr 1, 2, 3, 6,10,12,14 ಮತ್ತು 19 ರಂದು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನವಾದ SV ಗಳನ್ನು ವಿತರಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಅದರೊಳಗೆ ಉನ್ನತವಾದವುಗಳು IGH, MHC, ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ರೋಗನಿರೋಧಕ ಪ್ರದೇಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿದ್ದವು. ಇದು ಊಹಿಸಲು ಸಮಂಜಸವಾಗಿದೆ. ಈ SV ಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಆನುವಂಶಿಕ ದಿಕ್ಚ್ಯುತಿ ಮತ್ತು ಚೀನಾದಲ್ಲಿನ ಉಪ-ಜನಸಂಖ್ಯೆಯ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಪರಿಸರಗಳಿಗೆ ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಒಡ್ಡುವಿಕೆಯಿಂದಾಗಿರಬಹುದು.
ಉಲ್ಲೇಖ
ವು, ಝಿಕುನ್, ಮತ್ತು ಇತರರು."ಚೀನೀ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿನ ರಚನಾತ್ಮಕ ರೂಪಾಂತರಗಳು ಮತ್ತು ಫಿನೋಟೈಪ್‌ಗಳು, ರೋಗಗಳು ಮತ್ತು ಜನಸಂಖ್ಯೆಯ ರೂಪಾಂತರದ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ಪ್ರಭಾವ."bioRxiv(2021)
ಸುದ್ದಿ ಮತ್ತು ಮುಖ್ಯಾಂಶಗಳು ಇತ್ತೀಚಿನ ಯಶಸ್ವಿ ಪ್ರಕರಣಗಳನ್ನು ಬಯೋಮಾರ್ಕರ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜೀಸ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಕಾದಂಬರಿ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಾಧನೆಗಳು ಮತ್ತು ಅಧ್ಯಯನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ಪ್ರಮುಖ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವುದು.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಜನವರಿ-06-2022