UTOAJI WA GENOME NZIMA
Lahaja za muundo katika idadi ya watu wa China na athari zao kwa phenotypes, magonjwa na kukabiliana na idadi ya watu
Nanopore |PacBio |Upangaji upya wa jenomu nzima |Mwito wa mabadiliko ya muundo
Katika utafiti huu, mpangilio wa Nanopore PromethION ulitolewa na Biomarker Technologies.
Vivutio
Katika utafiti huu, mandhari ya jumla ya tofauti za miundo(SVs) katika jenomu ya binadamu ilifichuliwa kwa usaidizi wa mpangilio uliosomwa kwa muda mrefu kwenye Nanopore PromethION platfrom, ambayo huongeza uelewa wa SVs katika phenotypes, magonjwa na mageuzi.
Usanifu wa Majaribio
Sampuli: Leukocyte za damu za pembeni za Wachina 405 wasiohusiana (wanaume 206 na wanawake 199) na vipimo 68 vya phenotypic na kiafya.Kati ya watu wote, mikoa ya mababu ya watu 124 ilikuwa mikoa ya Kaskazini, wale wa watu 198 walikuwa Kusini, 53 walikuwa Kusini Magharibi na 30 hawakujulikana.
Mkakati wa mpangilio: Mfuatano wa jeni nzima wa kusoma kwa muda mrefu(LRS) na usomaji wa 1D wa Nanopore na usomaji wa PacBio HiFi.
Jukwaa la mpangilio: Nanopore PromethION;Muendelezo wa PacBio II
Kupiga simu kwa Tofauti ya Muundo
Kielelezo 1. Mtiririko wa kazi wa kupiga simu na kuchuja kwa SV
Mafanikio Makuu
Ugunduzi na uthibitishaji wa mabadiliko ya muundo
Seti ya tarehe ya Nanopore: Kwa jumla ya usomaji safi wa Tb 20.7 unaozalishwa kwenye jukwaa la mfuatano la PromethION, na kufikia wastani wa data ya Gb 51 kwa kila sampuli, takriban.Mara 17 kwa kina.
Usawazishaji wa jenomu marejeleo(GRCh38): Kiwango cha wastani cha uchoraji ramani cha 94.1% kilifikiwa.Kiwango cha wastani cha makosa (12.6%) kilikuwa sawa na utafiti wa awali wa ulinganishaji (12.6%) (Mchoro 2b na 2c)
Kubadilisha muundo(SV) kupiga simu: Wapigaji simu wa SV waliotumika katika utafiti huu ni pamoja na Sniffles, NanoVar na NanoSV.SV za ujasiri wa hali ya juu zilifafanuliwa kuwa SV zilizotambuliwa na angalau wapigaji wawili na kupitisha vichujio vya kina, urefu na eneo.
Wastani wa SVs 18,489 (kutoka 15,439 hadi 22,505) za imani ya juu zilitambuliwa katika kila sampuli.(Kielelezo 2d, 2e na 2f)
Mchoro 2. Mlalo wa jumla wa SVs uliotambuliwa na mkusanyiko wa data wa Nanopore
Uthibitishaji na PacBio: SV zilizotambuliwa katika sampuli moja(HG002, mtoto) ziliidhinishwa na seti ya data ya PacBio HiFi.Kiwango cha jumla cha ugunduzi wa uwongo (FDR) kilikuwa 3.2%, ikionyesha kitambulisho cha kuaminika cha SV na usomaji wa Nanopore.
SV zisizohitajika na vipengele vya jeni
SV zisizohitajika: Seti ya SV zisizohitajika 132,312 zilipatikana kwa kuunganisha SV katika sampuli zote, zinazojumuisha DEL 67,405, 60,182 INS, DUP 3,956 na INV 769.(Kielelezo 3a)
Ulinganisho na seti za data zilizopo za SV: Seti hii ya data ililinganishwa na seti ya data iliyochapishwa ya TGS au NGS.Ndani ya seti nne za data ikilinganishwa, LRS15, ambayo pia ndiyo mkusanyiko pekee wa data kutoka kwa jukwaa la ufuataji lililosomwa kwa muda mrefu(PacBio) ilishiriki mwingiliano mkubwa zaidi na seti hii ya data.Zaidi ya hayo, 53.3% (70,471) ya SVs katika mkusanyiko huu ziliripotiwa kwa mara ya kwanza.Kwa kuangalia kila aina ya SV, idadi ya INS zilizorejeshwa zilizo na seti ya data ya mpangilio iliyosomwa kwa muda mrefu ilikuwa kubwa zaidi kuliko nyingine zilizosomwa kwa muda mfupi, ikionyesha kuwa ufuataji uliosomwa kwa muda mrefu ni mzuri sana katika ugunduzi wa INS.(Kielelezo 3b na 3c)
Kielelezo 3. Sifa za SV zisizohitajika kwa kila aina ya SV
Vipengele vya jenomiki: Idadi ya SVs ilipatikana ikiwa ina uhusiano mkubwa na urefu wa kromosomu.Usambazaji wa jeni, marudio, DELs(kijani), INS(bluu), DUP(njano) na INV(machungwa) zilionyeshwa kwenye mchoro wa Circos, ambapo ongezeko la jumla la SV lilizingatiwa mwishoni mwa mikono ya kromosomu.(Kielelezo cha 3d na 3e)
Urefu wa SVs: Urefu wa INS na DEL ulipatikana kuwa mfupi zaidi kuliko ule wa DUPs na INVs, ambao ulikubaliana na wale waliotambuliwa na seti ya data ya PacBio HiFi.Urefu wa SV zote zilizotambuliwa ziliongezwa hadi 395.6 Mb, ambayo ilichukua 13.2% ya jenomu nzima ya binadamu.SV ziliathiri 23.0 Mb(takriban 0.8%) ya jenomu kwa kila mtu kwa wastani.(Kielelezo 3f na 3g)
Athari za kiutendaji, za ajabu na za kimatibabu za SVs
Upotevu uliotabiriwa wa utendaji kazi(pLoF) SVs: SV za pLoF zilifafanuliwa kuwa SV zilizoingiliana na CDS, ambapo nyukleotidi za usimbaji zilifutwa au ORF zilibadilishwa.Kwa jumla ya pLoF SVs 1,929 zinazoathiri CDS za jeni 1,681 zilifafanuliwa.Kati ya hizo, jeni 38 ziliangazia "kipokezi cha immunoglobulin" katika uchanganuzi wa uboreshaji wa GO.Hizi pLoF SV zilifafanuliwa zaidi na GWAS, OMIM na COSMIC, mtawalia.(Kielelezo 4a na 4b)
SV zinazohusika kimaadili na kiafya: Idadi kadhaa ya SV katika seti ya data ya nanopore ilionyeshwa kuwa muhimu kimaadili na kiafya.DEL ya nadra ya heterozygous ya kb 19.3, inayojulikana kusababisha alpha-thalassemia, ilitambuliwa katika watu watatu, ambao hawakufanya kazi vizuri jeni za Kiini cha Hemoglobini Alpha 1 na 2( HBA1 na HBA2).DEL nyingine ya kb 27.4 kwenye usimbaji wa jeni ya Hemoglobin Subunit Beta(HBB) ilitambuliwa kwa mtu mwingine.SV hii ilijulikana kusababisha hemoglobinopathies mbaya.(Kielelezo 4c)
Mchoro 4. pLoF SVs zinazohusiana na phenotypes na magonjwa
DEL ya kawaida ya kb 2.4 ilizingatiwa katika vibeba homozigosi 35 na 67 vya heterozygous, ambayo inashughulikia eneo kamili la exon ya 3 ya Kipokezi cha Homoni ya Ukuaji (GHR).Vibeba homozigosi vilipatikana vifupi sana kuliko vile vya heterzygous (p=0.033).(Kielelezo 4d)
Zaidi ya hayo, SV hizi zilichakatwa kwa ajili ya tafiti za mabadiliko ya idadi ya watu kati ya makundi mawili ya kikanda: Kaskazini na Kusini mwa China.SV zenye tofauti kubwa zilipatikana zikisambazwa kwenye Chr 1, 2, 3, 6,10,12,14 na 19, ambapo, zile za juu zilihusishwa na maeneo ya kinga, kama vile IGH, MHC, n.k. Ni jambo la busara kukisia kwamba utofautishaji katika hizi SVs unaweza kutokana na mabadiliko ya kijeni na kufichuliwa kwa muda mrefu kwa mazingira tofauti kwa wakazi wadogo nchini Uchina.
Rejea
Wu, Zhikun, et al."Aina za kimuundo katika idadi ya watu wa China na athari zao kwa phenotypes, magonjwa na mabadiliko ya idadi ya watu."bioRxiv(2021).
Habari na Muhimu inalenga kushiriki kesi za hivi punde zilizofaulu na Biomarker Technologies, kupata mafanikio mapya ya kisayansi na pia mbinu maarufu zilizotumika wakati wa utafiti.
Muda wa kutuma: Jan-06-2022