RISEQUENZA TAL-ĠENOME SĦIĦ
Il-varjanti tal-istruttura fil-popolazzjoni Ċiniża u l-impatt tagħhom fuq il-fenotipi, il-mard u l-adattament tal-popolazzjoni
Nanopore |PacBio |Sekwenzar mill-ġdid tal-ġenoma kollu |Sejħa ta' varjazzjoni strutturali
F'dan l-istudju, is-sekwenzjar ta 'Nanopore PromethION ġie pprovdut minn Biomarker Technologies.
Il-punti ewlenin
F'dan l-istudju, pajsaġġ ġenerali ta 'varjazzjonijiet strutturali (SVs) fil-ġenoma uman ġie żvelat bl-għajnuna ta' sekwenzar fit-tul fuq Nanopore PromethION platfrom, li japprofondixxi l-fehim ta 'SVs fil-fenotipi, mard u evoluzzjoni.
Disinn Sperimentali
Kampjuni: Lewkoċiti tad-demm periferali ta '405 individwi Ċiniżi mhux relatati (206 irġiel u 199 nisa) bi 68 kejl fenotipiku u kliniku.Fost l-individwi kollha, ir-reġjuni antenati ta '124 individwu kienu provinċji fit-Tramuntana, dawk ta' 198 individwu kienu Nofsinhar, 53 kienu Lbiċ u 30 ma kinux magħrufa.
Strateġija ta 'sekwenzjar: Sekwenzar ta' qari fit-tul tal-ġenoma kollu (LRS) b'qari Nanopore 1D u jaqra PacBio HiFi.
Pjattaforma tas-sekwenzjar: Nanopore PromethION;PacBio Sequel II
Sejħa ta' Varjazzjoni ta' Struttura
Figura 1. Fluss tax-xogħol tas-sejħa u l-filtrazzjoni SV
Kisbiet Ewlenin
Skoperta u validazzjoni tal-varjazzjoni tal-istruttura
Nanopore dateset: B'kollox 20.7 Tb qari nadif iġġenerat fuq il-pjattaforma ta 'sekwenzjar PromethION, li kisbet medja ta' dejta ta '51 Gb għal kull kampjun, madwar.17-il darba fil-fond.
Allinjament tal-ġenoma ta 'referenza (GRCh38): Inkiseb rata ta' mapping medja ta '94.1%.Ir-rata medja ta' żball (12.6%) kienet simili għal studju ta' benchmarking preċedenti (12.6%) (Figura 2b u 2c)
Sejħiet tal-varjazzjoni tal-istruttura (SV): dawk li jċemplu SV applikati f'dan l-istudju kienu jinkludu Sniffles, NanoVar u NanoSV.SVs ta 'kunfidenza għolja ġew definiti bħala SVs identifikati minn mill-inqas żewġ min iċempel u għaddew filtrazzjonijiet fuq il-fond, it-tul u r-reġjun.
F'kull kampjun ġew identifikati medja ta '18,489 (li jvarjaw minn 15,439 sa 22,505) SVs ta' kunfidenza għolja.(Figura 2d, 2e u 2f)
Figura 2. Pajsaġġ ġenerali ta 'SVs identifikati minn Nanopore dataset
Validazzjoni minn PacBio: SVs identifikati f'kampjun wieħed (HG002, wild) ġew ivvalidati minn sett tad-dejta PacBio HiFi.Ir-rata ġenerali ta 'skoperta falza (FDR) kienet 3.2%, li turi identifikazzjoni SV relattivament affidabbli minn Nanopore jaqra.
SVs mhux żejda u karatteristiċi ġenomiċi
SVs mhux żejda: Inkisbu sett ta' 132,312 SV mhux żejda billi ingħaqdu SVs fil-kampjuni kollha, li jinkludi 67,405 DELs, 60,182 INSs, 3,956 DUPs u 769 INVs.(Figura 3a)
Tqabbil ma' settijiet ta' dejta SV eżistenti: Dan is-sett ta' dejta ġie mqabbel ma' sett ta' dejta TGS jew NGS ippubblikat.Fi ħdan l-erba 'settijiet ta' dejta mqabbla, LRS15, li huwa wkoll l-uniku sett ta 'dejta minn pjattaforma ta' sekwenzar li jaqra fit-tul (PacBio) qasam l-akbar koinċidenza ma 'dan is-sett ta' dejta.Barra minn hekk, 53.3%(70,471) tal-SVs f'dan is-sett tad-dejta ġew irrappurtati għall-ewwel darba.Billi ħares lejn kull tip SV, in-numru ta 'INSs irkuprati b'sett tad-dejta ta' sekwenzar ta 'qari twil kien ħafna akbar mill-bqija ta' dawk li jinqraw fil-qosor, li jindika li s-sekwenzjar ta 'qari twil huwa partikolarment effiċjenti fl-iskoperta tal-INSs.(Figura 3b u 3c)
Figura 3. Proprjetajiet ta' SVs mhux żejda għal kull tip ta' SV
Karatteristiċi ġenomiċi: In-numru ta 'SVs instab korrelatat b'mod sinifikanti mat-tul tal-kromożomi.Distribuzzjoni ta 'ġeni, ripetizzjonijiet, DELs (aħdar), INS (blu), DUP (isfar) u INV (oranġjo) kienu murija fuq dijagramma Circos, fejn żieda ġenerali fl-SV kienet osservata fl-aħħar ta' l-armi tal-kromożomi.(Figura 3d u 3e)
Tul ta 'SVs: Tulijiet ta' INSs u DELs instabu li huma sinifikament iqsar minn dawk ta 'DUPs u INVs, li qablu ma' dawk identifikati mis-sett tad-dejta PacBio HiFi.It-tul tal-SVs identifikati kollha żdied sa 395.6 Mb, li kien jokkupa 13.2% tal-ġenoma uman kollu.SVs affettwaw 23.0 Mb (madwar 0.8%) tal-ġenoma għal kull individwu bħala medja.(Figura 3f u 3g)
Impatti funzjonali, fenotipiċi u kliniċi tal-SVs
Telf imbassar ta 'funzjoni (pLoF) SVs: pLoF SVs ġew definiti bħala SVs interazzjoni ma' CDS, fejn in-nukleotidi ta 'kodifikazzjoni tħassru jew ORFs ġew mibdula.B'kollox ġew annotati 1,929 pLoF SVs li jaffettwaw CDS ta' 1,681 ġene.F'dawk, 38 ġeni enfasizzaw "irbit tar-riċettur ta 'l-immunoglobulina" fl-analiżi ta' arrikkiment GO.Dawn l-SVs tal-pLoF ġew annotati aktar minn GWAS, OMIM u COSMIC, rispettivament.(Figura 4a u 4b)
SVs rilevanti fenotipikament u klinikament: Numru ta' SV f'sett tad-dejta tan-nanopori intwerew li huma fenotipikament u klinikament rilevanti.DEL eterozigoti rari ta '19.3 kb, magħruf li jikkawża alfa-talassemija, ġew identifikati fi tliet individwi, li ġeni ma jaħdmux ħażin ta' l-Emoglobin Subunit Alpha 1 u 2 (HBA1 u HBA2).DEL ieħor ta' 27.4 kb fuq il-kodifikazzjoni tal-ġene Hemoglobin Subunit Beta(HBB) ġie identifikat f'individwu ieħor.Dan l-SV kien magħruf li jikkawża emoglobinopatiji serji.(Figura 4c)
Figura 4. pLoF SVs assoċjati ma 'fenotipi u mard
DEL komuni ta '2.4 kb ġie osservat f'35 trasportatur omozigoti u 67 eterozigoti, li jkopri r-reġjun sħiħ tat-3 exon tar-Riċettur tal-Homone tat-Tkabbir (GHR).It-trasportaturi omozigoti nstabu b'mod sinifikanti iqsar minn dawk eterżigoti (p=0.033).(Figura 4d)
Barra minn hekk, dawn l-SVs ġew ipproċessati għal studji evoluzzjonarji tal-popolazzjoni bejn żewġ gruppi reġjonali: it-Tramuntana u n-Nofsinhar taċ-Ċina.Instabu SVs differenzjali b'mod sinifikanti mqassma fuq Chr 1, 2, 3, 6,10,12,14 u 19, li fihom, dawk ta 'fuq kienu assoċjati ma' reġjuni ta 'immunità, bħal IGH, MHC, eċċ. Huwa raġonevoli li wieħed jispekula li l- id-divrenzjar f'dawn l-SVs jista' jkun minħabba drift ġenetiku u jesponi fit-tul għal ambjenti differenti għal sub-popolazzjonijiet fiċ-Ċina.
Referenza
Wu, Zhikun, et al."Varjanti strutturali fil-popolazzjoni Ċiniża u l-impatt tagħhom fuq il-fenotipi, il-mard u l-adattament tal-popolazzjoni."bioRxiv(2021).
Aħbarijiet u Highlights għandu l-għan li jaqsam l-aħħar każijiet ta’ suċċess mat-Teknoloġiji tal-Bijomarker, li jinqabad kisbiet xjentifiċi ġodda kif ukoll tekniki prominenti applikati matul l-istudju.
Ħin tal-post: Jan-06-2022