CHOROBY GENETYCZNE

BIONANO ODNAJDUJE WARIANTY NIEWIDOCZNE DLA NGS

Warianty Strukturalne (SV) stanowią większość zmienności występujących w ludzkim genomie, napędzając różnorodność genetyczną, ale powodując tym samym występowanie chorób genetycznych. SV są zwykle otoczone sekwencjami powtarzalnymi które utrudniają bądź uniemożliwiają dostępnym metodom sekwencjonowania rozczytanie ich. Optyczne mapowanie genomu Bionano wykrywa warianty strukturalne z czułością, wynoszącą nawet do 99%, dla zaledwie 1% frakcji alleli, co jest nieosiągalne dla innych technologii genomicznych.

PRZYKŁADOWE DANE

JAK DZIAŁA TECHNOLOGIA BIONANO

Przebieg pracy związany z obrazowaniem genomu Bionano rozpoczyna się izolowaniem DNA wielkości rzędu miliona par zasad. Pojedyncza reakcja enzymatyczna znakuje genom określonym motywem sekwencji występującym około 15 razy na 100kpz w genomie ludzkim. Długie wyznakowane cząsteczki DNA są linearyzowane w matrycach nanokanałowych na chipie Saphyr®  i obrazowane w niezwykle wydajny, zautomatyzowany sposób za pomocą urządzenia Saphyr® Genome Imaging Instrument. Korzystajac z dopasowań parami, cząsteczki są składane w lokalne mapy lub całe zespoły genomu de novo. Zmiany we wzorach lub odstępy między znacznikami są wykrywane automatycznie, w całym genomie w celu wywołania wszystkich wariantów strukturalnych. 

ZOBACZ ZAKAMUFLOWANE DELECJE NIEWIDOCZNE DLA INNYCH TECHNOLOGII

Wiele egzonów kodujących białka jest “zakamuflowanych” w zbiorach danych NGS, przez domeny wiążące o zmiennym powtarzaniu- egzony występują w więcej niż jednym genie lub w powtórzeniu tandemowym w genie, co sprawia, że poprawne ułożenie krótkich odczytów staje się niemożliwe. Technologia Saphyr pozwala na bezpośredni pomiar liczby domen wiążących C3b/C4b dla każdego haplotypu w CR1, genie związanym z Alzheimerem, u tego pacjenta, który cierpi na chorobę Alzheimera.

ZNAJDUJ NOWE GENY KANDYDUJĄCE

U noworodka z Wrodzoną Przepukliną Przeponową (ang. CDH), ciężką wadą rozwojową atakującą przeponę, płuca oraz czasami serce, Bionano wykryło dwie przyległe duplikacje, jedną bezpośrednią, a drugą odwróconą. Bionano ujawniło znacznie bardziej skomplikowaną strukturę niż można było wywnioskować na podstawie danych pochodzących z mikromacierzy oraz zidentyfikowało kilka dodatkowych genów kandydujących dla CDH.

ODKRYJ POWTARZANE ROZSZERZENIA

W jednej pośmiertnej próbce z tkanki mózgowej, pochodzącej od pacjenta z ALS, Bionano Saphyr wykrył przedział wykazujący wysoką mozaiczność ekspansji C9orf72 powtórzenia GGGGCC, obejmujące zakres od allelu referencyjnego do ekspansji 32 kbp. Poza Bionano nie istnieje żadna nowoczesna technologia zdolna do objęcia oraz zmierzenia wielkich ekspansji powtórzeń takich jak C9orf72.

WYKRYWAJ NOWE WARIANTY W ZNANYCH GENACH

U pacjenta z Dystrofią Mięśniową Duschenne’a (DMD), fragment 420 kbp na chromosomie 15 został skopiowany i odwrócony w intronie 44 genu kodującego  dystropinę. Insercja ta nie została wykryta przez NGS. Mikromacierz chromosomalna była w stanie wykryć daną duplikację, ale mimo to jej lokalizacja oraz znaczenie w DMD nie mogło zostać ustalone.

ODKRYWAJ NOWE INSERCJE

Podczas gdy delecje są do pewnego stopnia łatwiejsze do wykrycia przez NGS, rzadko kiedy z danych NGS można rozpoznać insercje. U genetycznego męskiego pacjenta, cierpiącego na dysgenezję gonad, Bionano zidentyfikowało insercję wielkości 6 kbp w genie WDR11, związanym z nieprawidłowym rozwojem jąder oraz wnętrostwem.