КЕШЕ ГЕНОМ РЕСПУБЛИКАСЫ
Кытай халкының структур вариантлары һәм аларның фенотипларга, авыруларга һәм халыкның адаптациясенә йогынтысы
Нанопор |PacBio |Бөтен геномны кабат эзләү |Структур үзгәрешләр
Бу тикшеренүдә Biomarker Technologies тарафыннан Nanopore PromethION эзлеклелеге тәэмин ителде.
Игътибар
Бу тикшеренүдә, кеше геномындагы структур үзгәрешләрнең гомуми пейзажы Nanopore PromethION платформасында озак укылган эзлеклелек ярдәмендә ачылды, бу фенотипларда, авыруларда һәм эволюциядә SV-ларны аңлауны тирәнәйтә.
Эксперименталь дизайн
Samрнәкләр: 68 фенотипик һәм клиник үлчәү белән 405 бәйләнешсез Кытай кешесенең периферик кан лейкоцитлары (206 ир-ат һәм 199 хатын-кыз).Барлык шәхесләр арасында 124 кешедән торган ата-бабалар регионнары Төньякта провинцияләр, 198 кешедән Көньяк, 53 кеше SouthWest һәм 30 билгеле түгел.
Эзләү стратегиясе: Nanopore 1D белән бөтен геномны озын укылган эзлеклелек (LRS) һәм PacBio HiFi укый.
Эзләү платформасы: Nanopore PromethION;PacBio Sequel II
Структура вариациясе
Рәсем 1. SV чакыру һәм фильтрлау эш процессы
Төп казанышлар
Структураның үзгәрүен ачу һәм тикшерү
Нанопор датасы: Прометион эзләү платформасында барлыгы 20,7 Тб чиста уку, бер үрнәк буенча уртача 51 Гб мәгълүматка ирешү.17 тапкыр тирәнлектә.
Белешмә геном тигезләү (GRCh38): Карта ясауның уртача күрсәткече 94,1% ка ирешелде.Урта хата ставкасы (12,6%) алдан ук тикшерүгә охшаган (12,6%) (2б һәм 2с рәсем)
Структураның үзгәрүе (SV) шалтырату: Бу тикшеренүдә кулланылган SV шалтыратучыларга Sniffles, NanoVar һәм NanoSV керә.Trustгары ышанычлы SV-лар ким дигәндә ике шалтыратучы тарафыннан билгеләнгән һәм тирәнлектә, озынлыкта һәм регионда фильтрлар аша үткән SV дип билгеләнде.
Eachәрбер үрнәктә уртача 18,489 (15,439 дан 22,505кә кадәр) югары ышанычлы SV-лар ачыкланган.(Рәсем 2d, 2e һәм 2f)
Рәсем 2. Нанопор мәгълүматлар базасы белән билгеләнгән SV-ларның гомуми пейзажы
PacBio тарафыннан тикшерү: бер үрнәктә күрсәтелгән SV-лар (HG002, бала) PacBio HiFi мәгълүматлар базасы белән расланган.Гомуми ялган ачыш дәрәҗәсе (FDR) 3,2% иде, бу Нанопор укыган чагыштырмача ышанычлы SV идентификациясен күрсәтә.
Кирәк булмаган SV-лар һәм геномик үзенчәлекләр
Кирәк булмаган SV-лар: 132,312 артык кирәк булмаган SV-лар җыелмасы барлык үрнәкләрдә SV-ны кушып алынган, алар арасында 67,405 DEL, 60,182 INS, 3,956 DUPs һәм 769 INV.(3а рәсем)
Бар булган SV мәгълүматлар базасы белән чагыштыру: Бу мәгълүматлар базасы бастырылган TGS яки NGS мәгълүматлар базасы белән чагыштырылды.Чагыштырылган дүрт мәгълүматлар базасында LRS15, ул шулай ук озын укылган эзлекле платформадан бердәнбер мәгълүмат базасы (PacBio) бу мәгълүматлар базасы белән иң зур охшашлыкларны бүлеште.Моннан тыш, бу мәгълүматлар базасында SV-ның 53,3% (70,471) беренче тапкыр хәбәр ителде.SVәрбер SV төрен карап, озын укылган эзлекле мәгълүматлар базасы белән торгызылган INS-лар саны кыска укылганнарга караганда күпкә зуррак иде, бу озын укылган эзлеклелекнең INS-ны ачыклауда аеруча эффектив булуын күрсәтә.(3б һәм 3с рәсем)
Рәсем 3. SVәрбер SV тибы өчен артык булмаган SV-ларның үзенчәлекләре
Геномик үзенчәлекләр: Хромосома озынлыгы белән бик нык бәйләнгән SV-лар саны табылды.Геннар тарату, кабатлау, DEL (яшел), INS (зәңгәр), DUP (сары) һәм INV (кызгылт сары) цирк схемасында күрсәтелде, анда хромосома куллары ахырында SV-ның гомуми үсеше күзәтелде.(3d һәм 3e рәсем)
SV-ларның озынлыгы: INS һәм DEL-ларның озынлыгы DUP һәм INV-лардан күпкә кыскарак дип табылды, алар PacBio HiFi мәгълүматлар базасы белән килешкәннәр белән килештеләр.Барлык ачыкланган SV-ларның озынлыгы 395,6 Мбга кадәр өстәлде, бу бөтен кеше геномының 13,2% тәшкил итә.SV-лар уртача 23,0 Мб (якынча 0,8%) геномга тәэсир иттеләр.(Рәсем 3f һәм 3g)
SV-ның функциональ, фенотипик һәм клиник йогынтысы
Функциянең фаразланган югалуы (pLoF) SVs: pLoF SVs CDS белән үзара бәйләнештә булган SV дип билгеләнде, анда кодлау нуклеотидлары юкка чыгарылды яки ORF үзгәртелде.Барлыгы 1,929 pLoF SVs 1,681 генның CDS тәэсиренә аңлатма бирелде.Шулар эчендә 38 ген GO баету анализында "иммуноглобулин рецепторы бәйләнешен" күрсәттеләр.Бу pLoF SVлар алга таба GWAS, OMIM һәм COSMIC тарафыннан аңлатма бирделәр.(Рәсем 4а һәм 4б)
Фенотипик һәм клиник яктан актуаль SV-лар: Нанопор мәгълүматлар базасында берничә SV фенотипик һәм клиник яктан актуаль булуын күрсәттеләр.Альфа-талассемиягә китерә торган билгеле булган 19,3 кб сирәк очрый торган гетерозигоз DEL өч кешедә ачыкланды, алар Гемоглобин Субунит Альфа 1 һәм 2 (HBA1 һәм HBA2) геннарын эшләмәгән.Ген кодлау буенча 27,4 кб булган тагын бер DEL Гемоглобин Субунит Бета (HBB) бүтән шәхестә ачыкланган.Бу SV җитди гемоглобинопатиягә китерә.(Рәсем 4с)
Рәсем 4. Фенотиплар һәм авырулар белән бәйле pLoF SVs
35 гомозигозлы һәм 67 гетерозиготлы йөртүчедә 2,4 кб уртак DEL күзәтелде, бу Гомон рецепторының (GHR) 3-нче экзонының тулы өлкәсен үз эченә ала.Гомозигоз йөртүчеләр гетерзигозлардан шактый кыскарак табылды (p = 0.033).(4 нче рәсем)
Моннан тыш, бу SV-лар ике региональ төркем арасында халыкның эволюцион тикшеренүләре өчен эшкәртелде: Төньяк һәм Көньяк Кытай.Хр 1, 2, 3, 6,10,12,14 һәм 19-да таратылган шактый дифференциаль SV-лар табылды, алар арасында иң югарысы иммунитет өлкәләре белән бәйләнештә иде, мәсәлән, IGH, MHC һ.б. Бу SV-ларда дифференциация генетик дрифт аркасында булырга мөмкин һәм Кытайдагы суб-популяцияләр өчен озак вакытлы экспозициягә китерергә мөмкин.
Сылтама
Ву, Жикун һ.б."Кытай халкының структур вариантлары һәм аларның фенотипларга, авыруларга һәм халыкның адаптациясенә йогынтысы."bioRxiv(2021).
Яңалыклар һәм моментлар Biomarker Technologies белән соңгы уңышлы очракларны уртаклашу, яңа фәнни казанышлар, өйрәнү вакытында кулланылган күренекле техника.
Пост вакыты: Ян-06-2022