Секвенирование полного экзома

Вся наша ДНК состоит примерно из 20 000 генов. Гены упакованы в хромосомы. У человека обычно 23 двойных хромосомы или всего 46 хромосом. Вся эта коллекция ДНК называется геномом. Исследование упакованного состояния, а именно хромосом, проводится цитогенетическими методами Медицинской Генетики.

Нефункционирующие гены могут вызывать заболевания. Существуют разные способы изучения ДНК. Обычно используется технология, называемая секвенированием. Секвенирование «считывает» каждую букву ДНК и находит изменения (вариации или мутации) в наших генах, которые могут вызвать заболевание или повлиять на риск заболевания. Так называемый метод секвенирования ДНК — это передовой метод, используемый для проверки генетических нарушений в последовательности строительных блоков ДНК (нуклеотидов/оснований) в генетическом коде человека. Существует два метода выявления генетических вариаций в последовательности ДНК человека или пациента. К ним относятся: все экзогенное секвенирование (WES) и секвенирование всего генома (WGS). Он все чаще используется в службах здравоохранения и научных исследованиях; Оба метода основаны на новых технологиях, позволяющих быстро секвенировать большое количество ДНК. Эти подходы известны как секвенирование следующего поколения (NGS).

Первоначальная технология секвенирования (имя ученого, разработавшего ее, Фредерика Сэнгера), названная последовательностью Сэнгера, была открытием, которое помогло ученым идентифицировать генетический код человека, но это было трудоемко и дорого. Метод Сенгера был автоматизирован, чтобы сделать его быстрее, и теперь используется для сортировки коротких фрагментов ДНК в лабораториях, но секвенирование может занять годы, чтобы обработать ДНК человека (известную как геном человека). NGS ускорил процесс (для человека WGS), снизив при этом стоимость.

Благодаря следующему поколению секвенирования теперь можно секвестрировать большие объемы ДНК, например, все части всего генома или ДНК человека, что дает указание белку производить белок — за короткое время и по доступной цене.

Все экзогенное секвенирование представляет собой секвенирование всех экзосом, которые кодируют весь белок экзома, то есть белок, который, как считается, составляет 1% генома. Этот метод позволяет изучать генетические вариации (мутации) в кодирующей белок области всех генов, а не только нескольких выбранных генов. Поскольку большинство известных мутаций, вызывающих заболевание, происходят в экзонах, считается, что любое экзогенное секвенирование является эффективным методом выявления возможных мутаций, вызывающих заболевание.

С помощью секвенирования всего генома можно внимательно изучить большую часть генетической информации путем секвенирования или «считывания» всех оснований ДНК (генома). Последовательность всего генетического кода человека называется секвенированием всего генома. Исследователи обнаружили, что вариации ДНК в интронных областях между экзонами за пределами экзона могут влиять на активность генов и выработку белка и могут приводить к генетическим дефектам. Этот метод рекомендуется в тех случаях, когда вся экспозиция выполнена и результаты в норме.

Секвенирование генов или областей-мишеней. Поскольку геном намного больше, экзом можно секвенировать с меньшими затратами и на большей глубине (количество прочтений конкретного нуклеотида). Большая глубина обеспечивает большую уверенность в редко обнаруживаемых низкочастотных или впервые выявленных изменениях. В некоторых случаях могут использоваться специальные панели, в которых генные панели содержат ряд выбранных генов, связанных с заболеваниями, ранее подозреваемыми врачом, или мутациями, способствующими формированию заболеваний. Секвенирование выбранных генов и областей-мишеней может быть секвенировано с меньшими затратами и даже с большей глубиной из-за более коротких показаний.

В то время как с помощью полного экзокринного секвенирования и секвенирования всего генома можно обнаружить больше генетических изменений, чем секвенирование гена или областей-мишеней, важность большинства этих изменений неизвестна. Поскольку все генетические изменения не влияют на здоровье, трудно предсказать, связаны ли определенные варианты с заболеванием.

Весь экзом и все секвенирования генома, которые приводят клиницистов к постановке диагноза, также являются ценными инструментами для исследователей.