RESEQUENCING Génom sakabeh
Varian struktur dina populasi Cina jeung dampak maranéhanana dina phenotypes, kasakit jeung adaptasi populasi
Nanoporé |PacBio |Sakabeh génom ulang sequencing |Panggero variasi struktural
Dina ulikan ieu, sekuen Nanopore PromethION disayogikeun ku Biomarker Technologies.
Sorotan
Dina ulikan ieu, bentang sakabéh variasi struktural (SVs) dina génom manusa diungkabkeun kalayan bantuan sequencing lila-dibaca on Nanopore PromethION platfrom, nu deepens pamahaman SVs dina phenotypes, kasakit jeung évolusi.
Desain ékspériméntal
Sampel: Leukosit getih periferal tina 405 individu Cina anu teu aya hubunganana (206 lalaki sareng 199 awéwé) kalayan 68 ukuran fenotipik sareng klinis.Di antara sakabéh individu, wewengkon karuhun 124 individu éta propinsi di Kalér, maranéhanana 198 individu éta Selatan, 53 éta Kulon Kidul jeung 30 teu dipikawanoh.
Strategi sekuen: Sekuen dibaca panjang genom (LRS) kalayan bacaan Nanopore 1D sareng bacaan PacBio HiFi.
Sequencing platform: Nanopore PromethION;PacBio Sequel II
Panggero Variasi Struktur
angka 1. Workflow of SV nelepon jeung nyaring
Prestasi Utama
kapanggihna variasi struktur jeung validasi
Nanopore dateset: Dina total 20.7 Tb bacaan bersih dihasilkeun dina platform PromethION sequencing, achieving rata-rata 51 Gb data per sampel, approx.17-melu jerona.
alignment génom rujukan (GRCh38): Laju pemetaan rata-rata 94.1% kahontal.Rata-rata laju kasalahan (12.6%) sami sareng ulikan benchmarking sateuacana (12.6%) (Gambar 2b sareng 2c)
Variasi struktur (SV) nelepon: SV panelepon dilarapkeun dina ulikan ieu kaasup Sniffles, NanoVar na NanoSV.SV kapercayaan tinggi diartikeun salaku SV anu diidentipikasi ku sahenteuna dua panelepon sareng filtrasi ngalangkungan jero, panjang sareng wilayah.
Rata-rata 18,489 (mulai ti 15,439 dugi ka 22,505) SV kapercayaan tinggi diidentifikasi dina unggal sampel.(Gambar 2d, 2e jeung 2f)
Gambar 2. Gemblengna bentang SVs dicirikeun ku Nanopore dataset
Validasi ku PacBio: SVs dicirikeun dina hiji sampel (HG002, anak) anu disahkeun ku dataset PacBio HiFi.The sakabéh laju kapanggihna palsu (FDR) éta 3.2%, illustrating a idéntifikasi SV rélatif dipercaya ku Nanopore maca.
SVs non-kaleuleuwihan sarta fitur génomik
SV non-kaleuleuwihan: Hiji set 132.312 SV non-kaleuleuwihan diala ku merging SVs dina sakabéh sampel, nu ngawengku 67.405 DEL, 60.182 INS, 3.956 DUP na 769 INVs.(Gambar 3a)
Perbandingan sareng set data SV anu aya: Dataset ieu dibandingkeun sareng set data TGS atanapi NGS anu diterbitkeun.Dina opat set data dibandingkeun, LRS15, anu ogé mangrupikeun hiji-hijina set data tina platform sekuensing anu dibaca panjang (PacBio) ngabagi tumpang tindih anu paling ageung sareng set data ieu.Leuwih ti éta, 53.3% (70.471) SV dina dataset ieu dilaporkeun pikeun kahiji kalina.Ku ningali kana unggal jinis SV, jumlah INS anu pulih kalayan sekuen sekuen anu dibaca panjang langkung ageung tibatan sésa-sésa anu dibaca pondok, nunjukkeun yén sekuen anu dibaca panjang sabagian éfisién dina deteksi INS.(Gambar 3b jeung 3c)
angka 3. Sipat SVs non-kaleuleuwihan pikeun tiap tipe SV
Fitur génomik: Jumlah SV kapanggih pakait signifikan jeung panjang kromosom.Distribusi gén, repeats, DELs (héjo), INS (biru), DUP (konéng) jeung INV (jeruk) dipintonkeun dina diagram Circos, dimana kanaékan umum SV dititénan dina tungtung leungeun kromosom.(Gambar 3d jeung 3e)
Panjang SV: Panjang INS sareng DEL kapanggih langkung pondok tibatan DUP sareng INV, anu sapuk sareng anu diidentipikasi ku dataset PacBio HiFi.Panjang sadaya SVs dicirikeun ditambahkeun upto 395.6 Mb, nu nempatan 13.2% tina sakabéh génom manusa.SVs kapangaruhan 23,0 Mb (approx. 0,8%) génom per individu rata-rata.(Gambar 3f jeung 3g)
Dampak fungsional, phenotypical sareng klinis SVs
Diprediksi leungitna fungsi (pLoF) SVs: pLoF SVs diartikeun salaku SVs berinteraksi sareng CDS, dimana coding nukléotida dihapus atawa ORFs anu dirobah.Jumlahna aya 1,929 pLoF SVs mangaruhan CDS tina 1,681 gén anu annotated.Dina eta, 38 gén disorot "immunoglobulin reséptor mengikat" dina analisis pengayaan GO.PLoF SVs ieu dijelaskeun deui ku GWAS, OMIM sareng COSMIC masing-masing.(Gambar 4a jeung 4b)
SVs Phenotypically sarta klinis relevan: Sajumlah SV dina dataset nanopore ditémbongkeun janten phenotypically sarta klinis relevan.DEL heterozygous langka tina 19.3 kb, dipikanyaho nyababkeun talasemia alfa, diidentifikasi dina tilu individu, anu ngaganggu gén Hémoglobin Subunit Alpha 1 sareng 2 (HBA1 sareng HBA2).DEL sejen tina 27,4 kb on coding gén Hémoglobin Subunit Beta (HBB) ieu dicirikeun dina individu sejen.SV ieu dipikawanoh ngabalukarkeun hemoglobinopathies serius.(Gambar 4c)
Gambar 4. pLoF SVs pakait sareng phenotypes sarta panyakit
DEL umum 2.4 kb dititénan dina 35 homozigot sareng 67 operator hétérozigot, anu nyertakeun daérah lengkep tina exon 3rd Growth Homone Receptor (GHR).Pamawa homozigot kapanggih sacara signifikan langkung pondok tibatan anu heterzigot (p=0.033).(Gambar 4d)
Saterusna, SV ieu diolah pikeun studi évolusionér populasi antara dua grup régional: Cina Kalér jeung Kidul.SVs diferensial nyata kapanggih disebarkeun dina Chr 1, 2, 3, 6,10,12,14 jeung 19, di mana, leuwih luhur pakait sareng wewengkon kekebalan, kayaning IGH, MHC, jsb Ieu lumrah mun speculate yén diferensiasi dina SV ieu bisa jadi alatan drift genetik jeung jangka panjang ngalaan lingkungan rupa-rupa pikeun sub-populasi di Cina.
Rujukan
Wu, Zhikun, et al."Varian struktural dina populasi Cina sareng dampakna kana fénotip, panyakit sareng adaptasi populasi."bioRxiv(2021).
News jeung Highlights Tujuanana pikeun ngabagi kasus suksés panganyarna sareng Biomarker Technologies, nyandak prestasi ilmiah novel ogé téknik anu diterapkeun nalika diajar.
waktos pos: Jan-06-2022