Подробная характеристика структурных вариантов в геномах человека

геном
                Кредит: CC0 Public Domain

Человеческие геномы сильно различаются от человека к человеку. Эти различия включают в себя единичные нуклеотидные изменения или «орфографические ошибки» в последовательности ДНК, но еще больше вариаций обусловлено структурными вариантами, которые включают добавления, делеции и перегруппировки больших сегментов ДНК. Недавнее исследование использовало несколько передовых технологий, чтобы погрузиться глубже, чем когда-либо прежде, чтобы всесторонне охарактеризовать структурные варианты, присутствующие в трех семействах, и каковы могут быть их функциональные последствия.
                                                                                       

За последнее десятилетие секвенирование генома стало намного быстрее, точнее и дешевле. В результате все больше и больше геномов человека секвенируются, и наши знания о том, что эти последовательности на самом деле означают для функции и заболевания, быстро растут.

Также стало ясно, что чем больше мы учимся, тем больше мы ценим то, как мало мы еще знаем о человеческой геномике. В то время как линейная последовательность ATGCs выглядит аккуратно, наши геномы на самом деле являются динамическими объектами, которые несут значительные различия между индивидуумами — различия, которые могут изменять признаки, способствующие как нормальной функции, так и заболеванию.

Генетическое различие между людьми способствует нашей индивидуальности. Эти различия включают в себя миллионы вариантов одного нуклеотида — где, например, у одного человека может быть А, у другого может быть С в данной позиции. Существуют также сотни тысяч структурных вариантов (SV). SV включают сегменты ДНК, которые вставлены в геном или удалены из него, сегменты, которые дублируются, и сегменты, которые инвертированы. SV более трудно идентифицировать, чем варианты с одним нуклеотидом, и, следовательно, неясно, сколько SV действительно существует в данном геноме человека.

Теперь статья, озаглавленная «Многоплатформенное обнаружение структурных вариаций в геномах человека с разрешением гаплотипов», опубликованная в Nature Communications, углубляется в индивидуальные геномные различия, чем когда-либо прежде.

В работе участвовала большая международная команда исследователей из Консорциума структурных вариаций генома человека (HGSVC), возглавляемая со-первыми авторами Марком Чейссоном, доктором философии, Эшли Сандерс, доктором философии и Сюефанг Чжао, доктором философии. .D. Они использовали полный набор геномных технологий для тщательного анализа геномов трех семейных трио (родители и ребенок). Используемые технологии включают технологии секвенирования с длинным чтением, коротким чтением и для цепей, оптическое картографирование и множественные компьютерные алгоритмы для обнаружения SV. Результаты представляют наиболее полный каталог SV на сегодняшний день в геномах детей, включая информацию о том, на каком наборе родительских хромосом присутствовал каждый SV.

Таким образом, исследователи выявили в среднем 818,054 небольших вставок и делеций (геномные изменения, каждая из которых затрагивала менее 50 оснований ДНК) и 27,622 SV (геномные изменения, которые затронули 50 оснований или более ДНК) на геном. Примечательно, что они также обнаружили в среднем 156 инверсий на геном, многие из которых пересекались с геномными областями, связанными с синдромами генетических заболеваний. Исследователи обнаружили, что более 100 000 вариантов на человека фактически пропускаются обычными технологиями секвенирования и широко используемыми компьютерными алгоритмами. Например, 83% идентифицированных вставок были пропущены стандартными алгоритмами вызова с коротким чтением. Фактически, истинное количество SV в данном геноме человека, по-видимому, в три-семь раз больше, чем обычно идентифицируют большинство исследований.

Следовательно, SV представляют собой большое количество генетических вариаций, которые обычно не фиксируются современными технологиями секвенирования генома и аналитическими методами. Это подразумевает, что вклад SV в заболевание человека еще не был количественно определен, и расширенный репертуар SV может помочь выявить новые генетические ассоциации с заболеваниями и улучшить диагностические результаты в будущих генетических тестах.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *