HEMÛ GENOME RESEQUENCING
Guhertoyên strukturê di nifûsa Chineseînî de û bandora wan li ser fenotîp, nexweşî û adaptasyona nifûsê
Nanopore |PacBio |Rêzkirina tevahî genom ji nû ve |Banga guhertoya strukturel
Di vê lêkolînê de, rêzgirtina Nanopore PromethION ji hêla Biomarker Technologies ve hatî peyda kirin.
Highlights
Di vê lêkolînê de, bi arîkariya rêzgirtina dirêj-xwendina li ser platka Nanopore PromethION-ê, ku têgihîştina SV-yên di fenotîp, nexweşî û pêşkeftinê de kûr dike, dîmenek giştî ya guhertoyên strukturel (SV) di genoma mirovan de hate eşkere kirin.
Design Experimental
Nimûne: Leukocîtên xwînê yên derdor ên 405 kesên çînî yên negirêdayî (206 mêr û 199 jin) bi 68 pîvandinên fenotîp û klînîkî.Di nav hemû kesan de, herêmên bav û kalên 124 kesan parêzgehên li Bakur, yên 198 kesan Başûr, 53 Başûrrojava û 30 ne diyar bûn.
Stratejiya rêzgirtinê: Rêzkirina dirêj-xwendina genomê (LRS) bi Nanopore 1D dixwîne û PacBio HiFi dixwîne.
Platforma rêzgirtinê: Nanopore PromethION;PacBio Sequel II
Structure Variation Banga
Wêneyê 1. Xebata gazîkirin û fîlterkirina SV
Serkeftinên Sereke
Vedîtin û pejirandina guhertoya strukturê
Dîroka Nanopore: Bi tevahî 20,7 Tb xwendinên paqij ên ku li ser platforma rêzgirtinê ya PromethION têne hilberandin, gihîştina navînî 51 Gb daneya her nimûneyê, bi qasî.17-qat bi kûrayî.
Rêjeya genomê ya referansê (GRCh38): Rêjeya nexşeya navînî% 94.1 hate bidestxistin.Rêjeya xeletiya navîn (12.6%) mîna lêkolînek pîvanê ya berê bû (12.6%) (Wêne 2b û 2c)
Banga Guhertina Strukturê (SV): Bangdêrên SV yên ku di vê lêkolînê de hatine bicîh kirin Sniffles, NanoVar û NanoSV hene.SV-yên pêbawer ên bilind wekî SV-yên ku bi kêmî ve du bangkeran ve têne nas kirin û li ser kûrahî, dirêjahî û herêmê fîltrekirin derbas kirin.
Di her nimûneyê de navînî 18,489 (ji 15,439 heta 22,505) SV-yên pêbawer ên bilind hatine nas kirin.(Wêne 2d, 2e û 2f)
Wêne 2. Pergala giştî ya SV-yên ku ji hêla daneya Nanopore ve hatine nas kirin
Verastkirin ji hêla PacBio ve: SV-yên ku di yek nimûneyê de hatine nas kirin (HG002, zarok) ji hêla daneyên PacBio HiFi ve hatine pejirandin.Rêjeya giştî ya vedîtina derewîn (FDR)% 3.2 bû, ku ji hêla xwendinên Nanopore ve nasnameyek SV-ya pêbawer nîşan dide.
SV-yên ne-berdeng û taybetmendiyên genomîk
SV-yên ne-zêde: Komek ji 132,312 SV-yên ne-zirav bi tevhevkirina SV-yan di hemî nimûneyan de, ku 67,405 DEL, 60,182 INS, 3,956 DUP û 769 INV-an vedihewîne, hatine bidestxistin.(Şikil 3a)
Berawirdkirina bi danehevên SV yên heyî: Ev danehev bi daneheva TGS an NGS ya hatî weşandin re hate berhev kirin.Di nav çar danûstendinên berhevkirî de, LRS15, ku di heman demê de daneya yekane ya ji platforma rêzgirtinê ya dirêj-xwendin (PacBio) ye, hevbendên herî mezin bi vê databasê re parve kir.Wekî din, 53.3% (70,471) SV-yên di vê databasê de ji bo yekem car hatine ragihandin.Bi nihêrîna li her celebê SV-ê, hejmara INS-yên ku hatine vegerandin bi daneheva rêzgirtina dirêj-xwendin ji yên mayî yên kurt-xwendin pir mezintir bû, ev destnîşan dike ku rêzikên xwendina dirêj bi taybetî di tespîtkirina INS-an de bikêr e.(Wêne 3b û 3c)
Xiflteya 3. Taybetmendiyên SV-yên ne-zêde ji bo her cûre SV
Taybetmendiyên genomîk: Hejmara SV-an bi dirêjahiya kromozomê re têkildar hate dîtin.Dabeşkirina genan, dubare, DELs (kesk), INS (şîn), DUP (zer) û INV (porteqalî) li ser diagramek Circos hatin xuyang kirin, ku li dawiya milên kromozomê zêdebûnek giştî di SV de hate dîtin.(Wêne 3d û 3e)
Dirêjahiya SV-an: Dirêjahiya INS û DEL-an ji yên DUP û INV-an, yên ku bi yên ku ji hêla databasa PacBio HiFi ve hatine nas kirin re li hev kirin, pir kurttir hatin dîtin.Dirêjahiya hemî SV-yên naskirî heya 395,6 Mb zêde kirin, ku 13,2% ji tevahiya genoma mirovî dagir kir.SVs bi navînî 23.0 Mb (nêzîkî 0.8%) ji genomê serê kesek bandor kir.(Wêne 3f û 3g)
Bandorên fonksiyonel, fenotîpî û klînîkî yên SVs
Wendabûna pêşbînîkirî ya fonksiyonê (pLoF) SV: PLoF SV wekî SV-yên ku bi CDS-ê re têkildar in, ku li wir nukleotîdên kodkirî hatin jêbirin an ORF hatin guhertin hatin destnîşankirin.Bi tevahî 1,929 pLoF SV-yên ku bandor li CDS yên 1,681 genan dikin, hatine şîrove kirin.Di nav wan de, 38 genan di analîza dewlemendkirina GO de "girêdana receptorên immunoglobulin" ronî kirin.Van pLoF SV, bi rêzê, ji hêla GWAS, OMIM û COSMIC ve hatin şîrove kirin.(Wêne 4a û 4b)
SV-yên têkildar ên fenotîp û klînîkî: Hejmarek SV di daneya nanoporê de wekî fenotîp û klînîkî têkildar têne destnîşan kirin.DELek heterozîgot a nadir a 19.3 kb, ku tê zanîn ku dibe sedema alpha-talasemiyê, di sê kesan de hate nas kirin, ku genên Subunîteya Hemoglobînê Alpha 1 û 2 (HBA1 û HBA2) xera kirin.DELek din a 27,4 kb li ser genê kodkirina Hemoglobînê Subunit Beta (HBB) di kesek din de hate nas kirin.Hat zanîn ku ev SV dibe sedema hemoglobînopatiyên ciddî.(Wêne 4c)
Wêne 4. PLoF SVs bi fenotîp û nexweşiyan ve girêdayî ne
DELek hevpar a 2,4 kb di 35 hilgirên homozygot û 67 heterozîgot de hate dîtin, ku tevahiya herêma 3-emîn exonê Receptorê Homona Mezinbûnê (GHR) vedigire.Hilgirên homozîgot ji yên heterzîgot bi awayekî berbiçav kurttir hatin dîtin (p=0.033).(Wêne 4d)
Wekî din, ev SV ji bo lêkolînên pêşkeftina nifûsê di navbera du komên herêmî de hatin hilberandin: Bakur û Başûrê Chinaînê.SV-yên cihêreng ên girîng li ser Chr 1, 2, 3, 6,10,12,14 û 19 hatine belav kirin, ku di nav wan de, yên herî jor bi herêmên parastinê ve girêdayî ne, wek IGH, MHC, hwd. Maqûl e ku meriv texmîn bike ku Cûdabûna di van SV-yan de dibe ku ji ber veguheztina genetîkî û dirêj-dirêj ji hawîrdorên cihêreng ên ji bo bine-nifûsên li Chinaînê re be.
Balkêşî
Wu, Zhikun, et al."Vîrengiyên strukturel ên di nifûsa Chineseînî de û bandora wan li ser fenotîp, nexweşî û adaptasyona nifûsê."bioRxiv(2021).
Nûçe û Nîşan armanc dike ku dozên serketî yên herî dawîn bi Biomarker Technologies re parve bike, destkeftiyên zanistî yên nû û her weha teknîkên berbiçav ên ku di dema lêkolînê de hatine bikar anîn bigire.
Dema şandinê: Jan-06-2022