ഹ്യൂമൻ ജെനോമിക്സ്
പ്രകൃതി ജനിതകശാസ്ത്രം
ന്യൂറോണൽ ഇൻട്രാ ന്യൂക്ലിയർ ഇൻക്ലൂഷൻ രോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട NOTCH2NLC-യിലെ GGC ആവർത്തന വിപുലീകരണങ്ങളെ ലോംഗ്-റീഡ് സീക്വൻസിംഗ് തിരിച്ചറിയുന്നു
ONT resequencing |ഇല്ലുമിന |മുഴുവൻ എക്സോം സീക്വൻസിങ് |CRISPR-Cas9 ONT ടാർഗെറ്റഡ് സീക്വൻസിങ് |RNA-seq |ONT 5mC മിഥിലേഷൻ കോളിംഗ്
ഹൈലൈറ്റുകൾ
1.ഒരു വലിയ NIID കുടുംബത്തിലെ ലിങ്കേജ് വിശകലനം വഴി, രണ്ട് ലിങ്ക്ഡ് പ്രദേശങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു.
2.ONT-അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള ലോംഗ്-റീഡ് സീക്വൻസിംഗും Cas-9 മീഡിയേറ്റഡ് എൻറിച്ച്‌മെന്റ് ONT സീക്വൻസിംഗും NIID-യുടെ ഒരു ജനിതക കാരണം കണ്ടെത്തി, NOTCH2NLC-യുടെ 5′ UTR-ൽ GGC ആവർത്തിക്കുന്നു.സെഗ്മെന്റൽ ഡ്യൂപ്ലിക്കേഷനുകളിലൂടെ പരിണമിച്ച മനുഷ്യ-നിർദ്ദിഷ്ട ജീനുകളിൽ ആദ്യമായി ആവർത്തിച്ചുള്ള വികാസം ഈ പഠനം റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു.
3.ആർഎൻഎ സീക്വൻസിങ്, NOTCH2NLC-ൽ GGC റിപ്പീറ്റ് എക്സ്പാൻഷൻ റീജിയനുകളുടെ തുടക്കത്തിലോ ഉള്ളിലോ അസാധാരണമായ ആന്റിസെൻസ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റുകൾ വെളിപ്പെടുത്തി.
പശ്ചാത്തലം
Nയൂറോണൽ ഇൻട്രാ ന്യൂക്ലിയർ ഇൻക്ലൂഷൻ ഡിസീസ് (എൻഐഐഡി) ഒരു പുരോഗമനപരവും മാരകവുമായ ന്യൂറോ ഡിജെനറേറ്റീവ് രോഗമാണ്, ഇത് സെൻട്രൽ, പെരിഫറൽ നാഡീവ്യൂഹങ്ങളിൽ ഇസിനോഫിലിക് ഹൈലിൻ ഇൻട്രാ ന്യൂക്ലിയർ ഉൾപ്പെടുത്തലുകളുടെ സാന്നിധ്യമാണ്.അതിന്റെ വളരെ വേരിയബിൾ ക്ലിനിക്കൽ പ്രകടനങ്ങൾ സ്കിൻ ബയോപ്സി അവതരിപ്പിക്കുന്നത് വരെ രോഗനിർണയത്തിൽ വലിയ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ ഉയർത്തുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, ഹിസ്റ്റോപത്തോളജി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള രീതികൾ ഇപ്പോഴും തെറ്റായ രോഗനിർണ്ണയത്തിന് വിധേയമാണ്, ഇത് എൻഐഐഡിയെ ജനിതകമായി മനസ്സിലാക്കാൻ ആവശ്യപ്പെടുന്നു.
നേട്ടങ്ങൾ
ലിങ്കേജ് വിശകലനം
Sഒരു വലിയ NIID കുടുംബത്തിൽ (13 ബാധിതരും ബാധിക്കപ്പെടാത്ത 7 അംഗങ്ങളും) ഹോർട്ട്-റീഡ് സീക്വൻസിംഗ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മുഴുവൻ ജീനോം സീക്വൻസിംഗും (WGS) മുഴുവൻ എക്സോം സീക്വൻസിംഗും (WES) നടത്തി.ഈ ഡാറ്റയിൽ നിന്ന് എക്‌സ്‌ട്രാക്‌റ്റുചെയ്‌ത SNP-കളിലെ ലിങ്കേജ് വിശകലനം രണ്ട് ലിങ്ക് ചെയ്‌ത പ്രദേശങ്ങൾ മാത്രമാണ് വെളിപ്പെടുത്തിയത്: 1p36.31-p36.22-ൽ 3.5 Mb മേഖല (പരമാവധി LOD=2.32), 1p22.1-q21.3-ൽ 58.1 Mb മേഖല (പരമാവധി LOD: 4.21). ).എന്നിരുന്നാലും, ഈ ബന്ധിപ്പിച്ച പ്രദേശങ്ങളിൽ രോഗകാരികളായ എസ്എൻപികളോ സിഎൻവികളോ തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടില്ല.
NOTCH2NLC-ൽ GGC ആവർത്തിച്ചുള്ള വിപുലീകരണങ്ങൾ
N8 കുടുംബങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള 13 ബാധിതരും ബാധിക്കപ്പെടാത്ത 4 അംഗങ്ങളും അനോപോർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സീക്വൻസിംഗ് പ്രോസസ്സ് ചെയ്തു (ബാധിതനായ മറ്റൊരു അംഗം പാക്ബിയോ ലോംഗ് റീഡ് സീക്വൻസിംഗ് പ്ലാറ്റ്ഫോം ക്രമീകരിച്ചു.).NOTCH2NLC ജീൻ മാപ്പിംഗിന്റെ 5′ UTR-ൽ 58.1 Mb ലിങ്ക്ഡ് റീജിയനിലേക്ക് രോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട GGC ആവർത്തിച്ചുള്ള വികാസം ദീർഘനേരം വായിച്ച ഡാറ്റ വെളിപ്പെടുത്തി (ചിത്രം 1).RP-PCR പരിശോധിച്ച 40 ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള NIID കേസുകളിലും ഈ ആവർത്തിച്ചുള്ള വിപുലീകരണങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു.
CNOTCH2NLC ആവർത്തനത്തിൽ (100 X-1,795 X) ഉയർന്ന റീഡ് കവറേജ് നേടുന്നതിനായി നാനോപോർ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിൽ as-9 മീഡിയേറ്റഡ് ടാർഗെറ്റ് സീക്വൻസിംഗ് ഉപയോഗിച്ചു.ഈ സമവായ ക്രമങ്ങൾ GGC ആവർത്തന വിപുലീകരണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള മുൻ കണ്ടെത്തലുകളുമായി നന്നായി യോജിക്കുന്നു.കൂടാതെ, {(GGA)n (GGC)n}n ആവർത്തനങ്ങൾ ബലഹീനത-ആധിപത്യമുള്ള ഫിനോടൈപ്പിനുള്ള സാധ്യതയുള്ള ജനിതക മാർക്കറായി തിരിച്ചറിഞ്ഞു (ചിത്രം 2).
ചിത്രം 1. NOTCH2NLC ഐസോഫോമുകളുടെ എക്സോൺ 1-ൽ രോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ആവർത്തന വികാസം തിരിച്ചറിഞ്ഞു.
ചിത്രം 2. NIID രോഗികളിൽ NPTCH2NLC യുടെ സമവായ ക്രമങ്ങൾ (*) അല്ലെങ്കിൽ ബലഹീനത-ആധിപത്യമുള്ള ഫിനോടൈപ്പ് ഇല്ലാതെ ആവർത്തിക്കുന്നു
NOTCH2NL ജീനുകൾ മനുഷ്യ-നിർദ്ദിഷ്ട ജീനുകളാണ്, അവ മനുഷ്യന്റെ മസ്തിഷ്ക പരിണാമത്തിലും നാഡീസംബന്ധമായ രോഗങ്ങളിലും സുപ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുമെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, ഏറ്റവും പുതിയ ഹ്യൂമൻ ജീനോം അസംബ്ലി വരെ > 99.1% സീക്വൻസ് ഐഡന്റിറ്റി ഉള്ള മൂന്ന് NOTCH2 അനുബന്ധ ജീനുകൾ (NOTCH2NLA, NOTCH2NLB, NOTCH2NLC) പരിഹരിക്കപ്പെട്ടില്ല.നാനോപോർ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിലെ സിന്തസിസ്-ഫ്രീ, ലോംഗ്-റീഡ് സീക്വൻസിംഗ് ഉയർന്ന സാമ്യതയുള്ള പ്രദേശങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിലും (GGC)n 100% GC- സമ്പന്നമായ ആവർത്തനങ്ങളിലും ശ്രദ്ധേയമായ നേട്ടങ്ങൾ കാണിച്ചു.
NOTCH2NLC-ൽ GGC ആവർത്തിച്ചുള്ള വിപുലീകരണങ്ങൾ
Tബാധിതരായ 2 അംഗങ്ങളിലും ബാധിക്കപ്പെടാത്ത 2 അംഗങ്ങളിലും റാൻസ്‌ക്രിപ്‌റ്റോം സീക്വൻസിംഗ് പ്രോസസ്സ് ചെയ്തു.NOTCH2NL പാരലോഗുകളുടെ ആദ്യ എക്സോണുകളുടെ അപ്സ്ട്രീമിലെ സെൻസിലും ആന്റിസെൻസ് സ്‌ട്രാൻഡുകളിലും നോർമലൈസ്ഡ് റീഡ് ഡെപ്ത് കണക്കാക്കി.ആവർത്തിച്ചുള്ള വിപുലീകരണ മേഖലയുടെ തുടക്കത്തിലോ ഉള്ളിലോ ഇരിക്കുന്ന, ബാധിച്ച കേസുകളിൽ മാത്രമാണ് അസാധാരണമായ ആന്റി-സെൻസ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റുകൾ കണ്ടെത്തിയത് (ചിത്രം 3-ൽ F1-14-ലെ പർപ്പിൾ കൊടുമുടികളും F1-16-ലും.).കൂടാതെ, 54 DEG-കൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു, അവയെല്ലാം ന്യൂറോണൽ പ്രവർത്തനങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട GO, MPO നിബന്ധനകളാൽ സമ്പുഷ്ടമാക്കി.
ചിത്രം 3. NOTCH2NLC-യുടെ ആദ്യ എക്സോണിന്റെ അപ്സ്ട്രീമിലെ നോർമലൈസ്ഡ് റീഡ് ഡെപ്ത് ബാധിക്കപ്പെടാത്തതും (മുകളിൽ) ബാധിച്ചതുമായ (ചുവടെയുള്ള) കേസുകളിൽ.
സാങ്കേതികവിദ്യ
ഓക്സ്ഫോർഡ് നാനോപോർ ടെക്നോളജീസ് (ONT)
Nഡിഎൻഎ സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ കൂടാതെ തന്നെ ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകൾ നേരിട്ട് വായിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ അനോപോർ സീക്വൻസിംഗ് മറ്റ് സീക്വൻസിങ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളിൽ നിന്ന് വേറിട്ടുനിൽക്കുന്നു.നാനോ വലിപ്പത്തിലുള്ള പ്രോട്ടീൻ സുഷിരത്തിലൂടെ (നാനോപോർ) ഒരൊറ്റ സ്ട്രാൻഡ് ഡിഎൻഎ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, വ്യത്യസ്ത ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകൾ വ്യത്യസ്ത അയോണിക് വൈദ്യുതധാരകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അവ പിടിച്ചെടുക്കാനും ബേസുകളുടെ ക്രമത്തിലേക്ക് മാറ്റാനും കഴിയും.ONT സീക്വൻസിങ് പ്ലാറ്റ്ഫോം തന്നെ DNA റീഡിംഗിന്റെ ദൈർഘ്യത്തിൽ വ്യക്തമായ സാങ്കേതിക പരിധി കാണിക്കുന്നില്ല.അതിനാൽ, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ജീനോം അസംബ്ലിക്ക് അൾട്രാ-ലോംഗ് റീഡുകൾ (ULRs) ലഭ്യമാണ്.മാത്രമല്ല, സങ്കീർണ്ണമായ സീക്വൻസ് സവിശേഷതകളോ ഘടനാപരമായ വ്യതിയാനങ്ങളോ മറികടക്കാൻ ദൈർഘ്യമേറിയ ഈ വളരെ ദൈർഘ്യമേറിയ വായനകൾ ഇവിടെ ഹ്രസ്വ-വായന ക്രമത്തിന്റെ പരിമിതികളെ മറികടക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.
നാനോപോർ സീക്വൻസിങ്
ഘടനാ വ്യതിയാനം (SV) തിരിച്ചറിയൽ
Sസമന്വയ രഹിത സീക്വൻസിങ് ടെംപ്ലേറ്റിലെ ഡിഎൻഎ മെഥിലേഷൻ വിവരങ്ങൾ സംരക്ഷിച്ചു.മെഥൈലേറ്റഡ് എ, ടി, സി, ജി എന്നിവ അൺ-മെഥൈലേറ്റ് ചെയ്തവയിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായ അയോണിക് വൈദ്യുതധാരകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അവ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന് നേരിട്ട് വായിക്കാൻ കഴിയും.സിംഗിൾ-ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് റെസല്യൂഷനിൽ 5mC, 6mA എന്നിവയുടെ പൂർണ്ണ-ജീനോം പ്രൊഫൈലിംഗിനെ നാനോപോർ സീക്വൻസിംഗ് ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നു.
റഫറൻസ്
ജുൻ സോൺ, തുടങ്ങിയവർ.അൽ.ന്യൂറോണൽ ഇൻട്രാ ന്യൂക്ലിയർ ഇൻക്ലൂഷൻ രോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട NOTCH2NLC-യിലെ GGC ആവർത്തിച്ചുള്ള വികാസങ്ങളെ ലോംഗ്-റീഡ് സീക്വൻസിംഗ് തിരിച്ചറിയുന്നു.പ്രകൃതി ജനിതകശാസ്ത്രം (2019)
സാങ്കേതികതയും ഹൈലൈറ്റുകളും വിവിധ റീസീച്ച് രംഗത്തെ വ്യത്യസ്ത ഹൈ-ത്രൂപുട്ട് സീക്വൻസിങ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ ഏറ്റവും പുതിയ വിജയകരമായ പ്രയോഗവും പരീക്ഷണാത്മക രൂപകൽപ്പനയിലും ഡാറ്റാ മൈനിംഗിലുമുള്ള മികച്ച ആശയങ്ങളും പങ്കിടാൻ ലക്ഷ്യമിടുന്നു.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജനുവരി-06-2022