GENOMI MANUSIA
genetik alam semula jadi
Penjujukan bacaan panjang mengenal pasti pengembangan ulangan GGC dalam NOTCH2NLC yang dikaitkan dengan penyakit kemasukan intranuklear neuron
ONT resequencing |Illumina |Penjujukan keseluruhan exome |CRISPR-Cas9 ONT penjujukan disasarkan |RNA-seq |Panggilan metilasi ONT 5mC
Sorotan
1.Melalui analisis Pautan pada keluarga NIID yang besar, dua wilayah yang dikaitkan telah dikenal pasti.
2.Penjujukan bacaan lama berasaskan ONT dan pengayaan pengantaraan Cas-9 Penjujukan ONT menemui punca genetik berpotensi NIID, pengembangan ulangan GGC dalam 5′ UTR NOTCH2NLC.Kajian ini melaporkan pengembangan berulang dalam gen khusus manusia buat kali pertama yang berkembang melalui penduaan segmen.
3. Penjujukan RNA mendedahkan transkrip antisense yang tidak normal pada permulaan atau di dalam kawasan pengembangan ulangan GGC dalam NOTCH2NLC.
Latar belakang
Npenyakit kemasukan intranuklear euronal (NIID) adalah penyakit neurodegeneratif yang progresif dan maut, yang dicirikan oleh kehadiran kemasukan intranuklear hyaline eosinofilik dalam sistem saraf pusat dan periferi.Manifestasi klinikalnya yang sangat berubah-ubah menimbulkan kesukaran besar dalam diagnosis sehingga pengenalan biopsi kulit.Walau bagaimanapun, kaedah berasaskan histopatologi masih mengalami misdiagnosis, yang memerlukan pemahaman genetik tentang NIID.
Pencapaian
Analisis Perkaitan
Spenjujukan hort-read berdasarkan penjujukan genom keseluruhan (WGS) dan penjujukan keseluruhan exome (WES) telah dilakukan pada keluarga NIID yang besar (13 ahli terjejas dan 7 tidak terjejas).Analisis pautan pada SNP yang diekstrak daripada data ini mendedahkan hanya dua wilayah yang dipautkan: rantau 3.5 Mb pada 1p36.31-p36.22 (LOD maksimum=2.32) dan rantau 58.1 Mb pada 1p22.1-q21.3 (LOD maksimum: 4.21 ).Walau bagaimanapun, tiada SNP atau CNV patogenik dikenal pasti di kawasan yang dikaitkan ini.
GGC ulang pengembangan dalam NOTCH2NLC
Npenjujukan berasaskan anopore telah diproses pada 13 ahli terjejas dan 4 ahli tidak terjejas daripada 8 keluarga (ahli lain yang terjejas telah dijujukan oleh platform penjujukan bacaan lama Pacbio.).Data yang dibaca lama mendedahkan pengembangan ulangan GGC yang berkaitan dengan penyakit dalam 5' UTR pemetaan gen NOTCH2NLC kepada rantau berpaut 58.1 Mb (Rajah 1).Pengembangan berulang ini juga dikenal pasti dalam semua 40 kes NIID sporadis yang diuji oleh RP-PCR.
Cpenjujukan sasaran pengantaraan as-9 pada platform nanopore telah digunakan untuk mencapai liputan bacaan yang lebih tinggi pada ulangan NOTCH2NLC (100 X-1,795 X).Urutan konsensus ini bersetuju dengan penemuan sebelumnya mengenai pengembangan ulangan GGC.Selain itu, ulangan {(GGA)n (GGC)n}n dikenal pasti sebagai penanda genetik yang berpotensi untuk fenotip dominan kelemahan (Rajah 2).
Rajah 1. Pengembangan ulangan berkaitan penyakit yang dikenal pasti pada ekson 1 isoform NOTCH2NLC.
Rajah 2. Urutan konsensus ulangan NPTCH2NLC dalam pesakit NIID dengan(*) atau tanpa fenotip dominan kelemahan
NGen OTCH2NL ialah gen khusus manusia, yang dipercayai memainkan peranan penting dalam evolusi otak manusia dan penyakit saraf.Walau bagaimanapun, tiga gen berkaitan NOTCH2 (NOTCH2NLA, NOTCH2NLB dan NOTCH2NLC) dengan identiti urutan> 99.1% tidak diselesaikan sehingga pemasangan genom manusia terkini.Penjujukan bebas sintesis dan bacaan lama pada platform nanopore telah menunjukkan kelebihan ketara dalam menyelesaikan kawasan yang mempunyai persamaan tinggi dan ulangan (GGC)n dengan 100% kaya GC.
GGC ulang pengembangan dalam NOTCH2NLC
Tpenjujukan ranskriptom telah diproses pada 2 ahli yang terjejas dan 2 ahli yang tidak terjejas.Kedalaman bacaan yang dinormalkan dikira pada helai deria dan antisense di hulu exon pertama paralog NOTCH2NL.Transkrip anti-deria yang tidak normal ditemui hanya dalam kes yang terjejas, yang terletak di permulaan atau di dalam kawasan pengembangan berulang (Puncak ungu dalam F1-14 dan F1-16 dalam Rajah 3.).Di samping itu, 54 DEG telah dikenal pasti dan semuanya diperkaya dalam istilah GO dan MPO yang berkaitan dengan fungsi neuron.
Rajah 3. Kedalaman bacaan dinormalkan pada hulu ekson pertama NOTCH2NLC dalam kes tidak terjejas (di atas) dan terjejas (di bawah).
Teknologi
Oxford Nanopore Teghnologies (ONT)
Npenjujukan anopore membezakan dirinya daripada platform penjujukan lain, kerana nukleotida dibaca terus tanpa proses sintesis DNA.Apabila DNA untai tunggal melalui liang protein bersaiz nano (nanopore), nukleotida yang berbeza menghasilkan arus ionik yang berbeza, yang boleh ditangkap dan dipindahkan ke dalam urutan bes.Platform penjujukan ONT sendiri tidak menunjukkan had teknikal yang jelas pada panjang bacaan DNA.Oleh itu, Bacaan Ultra-panjang (ULR) tersedia untuk pemasangan genom berkualiti tinggi.Selain itu, bacaan yang sangat panjang ini, yang cukup panjang untuk merentasi ciri jujukan kompleks atau variasi struktur, membantu mengatasi batasan jujukan bacaan pendek di sini.
Penjujukan nanopori
Pengenalpastian variasi struktur (SV).
Spenjujukan bebas sintesis sebahagian besarnya mengekalkan maklumat metilasi DNA pada templat.Methylated A, T, C dan G menjana arus ionik yang berbeza daripada yang tidak metilasi, yang boleh dibaca terus oleh platform.Penjujukan nanopore memperkasakan pemprofilan genom keseluruhan bagi kedua-dua 5mC dan 6mA pada resolusi nukleotida tunggal.
Rujukan
Jun Sone, et.al.Penjujukan bacaan panjang mengenal pasti pengembangan ulangan GGC dalam NOTCH2NLC yang dikaitkan dengan penyakit kemasukan intranuklear neuron.Genetik Alam Semula Jadi (2019)
Teknologi dan Sorotan bertujuan untuk berkongsi aplikasi kejayaan terbaharu bagi teknologi penjujukan pemprosesan tinggi yang berbeza dalam pelbagai arena penyelidikan serta idea bernas dalam reka bentuk eksperimen dan perlombongan data .
Masa siaran: Jan-06-2022