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  真真切切ii 2016-08-12 00:00:00

  外顯子組的序列僅占全基因組序列的1%左右，但大多數(shù)與疾病相關(guān)的變異位于外顯子區(qū)。通過外顯子組測序可鑒定約8萬個變異，全基因組測序可鑒定300 萬個變異，因此，與全基因組測序相比，外顯子組測序不僅費(fèi)用較低，數(shù)據(jù)闡釋也更為簡單。外顯子組測序技術(shù)以其經(jīng)濟(jì)、有效的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于孟德爾遺傳病、罕 見綜合征及復(fù)雜疾病的研究，并于2010年被Science雜志評為十大突破之一。 一、技術(shù)簡介 隨著社會生活水平的提高，人類健康問題也越來越多的受到社會各界的關(guān)注。傳統(tǒng)的遺傳疾病研究模式是采用顯帶 分析、核型分析、FISH、遺傳標(biāo)記、PCR-DNA測序等傳統(tǒng)試驗(yàn)方法來尋找與疾病相關(guān)的DNA變異，這些方法各有各的特點(diǎn)，但都存在工作量大、效率 低、分辨率低等一系列的限制。新一代高通量測序技術(shù)的出現(xiàn)，為遺傳疾病的研究提供了全新的思路。 2009年，基因組定向捕獲工具的出現(xiàn)使外顯子組測序成 為可能。2009年9月，diyi篇關(guān)于外顯子組測序的原理驗(yàn)證文章于Nature雜志上發(fā)表。來自華盛頓大學(xué)的Jay Shendure通過對四名Freeman-Sheldon綜合征患者的外顯子組測序，找到了已知的致病基因MYH3。隨后，該團(tuán)隊(duì)將這種技術(shù)應(yīng)用于米勒 綜合征的研究，通過對患者編碼區(qū)序列的捕獲及深度測序，鑒定出單個候選基因DHODH，并經(jīng)Sanger測序驗(yàn)證其他患者中存在該基因的突變。 外顯子組的序列僅占全基因組序列的1%左右，但大多數(shù)與疾病相關(guān)的變異位于外顯子區(qū)。通過外顯子組測序可鑒 定約8萬個變異，全基因組測序可鑒定300萬個變異，因此，與全基因組測序相比，外顯子組測序不僅費(fèi)用較低，數(shù)據(jù)闡釋也更為簡單。外顯子組測序技術(shù)以其經(jīng) 濟(jì)、有效的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于孟德爾遺傳病、罕見綜合征及復(fù)雜疾病的研究，并于2010年被Science雜志評為十大突破之一。近兩年外顯子組研究相關(guān)的 SCI文章已發(fā)表千余篇，已對數(shù)百種疾病展開了深入研究，研究結(jié)果推動了人類醫(yī)學(xué)的研究。 二、技術(shù)優(yōu)勢 • 直接對蛋白編碼序列進(jìn)行序列測定，找出影響蛋白結(jié)構(gòu)的變異。 • 高深度測序，可發(fā)現(xiàn)常見變異及頻率低于1%的罕見變異。 • 針對外顯子組區(qū)域測序，約占基因組的1%，有效降低費(fèi)用、周期、工作量。 三、應(yīng)用舉例 疾病 遺傳模式 致病基因 Freeman-Sheldon綜合征 AD MYH3 Kabuki 綜合征 AD MLL2 Schinzel-Giedion 綜合征 AR SETBP1 Sensenbrenner 綜合征 AR WDR35 Fowler 綜合征 AR FLVCR2 Perrault 綜合征 AR HSD17B4 Hajdu-Cheney 綜合征 AD NOTCH2 成骨不全 AR SERPINF1 米勒綜合征 AR DHODH Brown-Vialetto-van Laere 綜合征 AR C20orf54 血磷酸脂酶過多智力遲鈍綜合征 AR PIGV 家族性β-脂蛋白過少血癥 AD ANGPTL3 色素性視網(wǎng)膜炎 AR DHDDS 非綜合征性耳聾 AR GPSM2 原發(fā)性淋巴管性水腫 AD GJC2 肌萎縮性側(cè)索硬化 AD VCP 非綜合征的智力遲鈍 AR TECR Van Den Ende-Gupta 綜合征 AR SCARF2 自身免疫性淋巴組織增生癥(ALPS) AR FADD 小腦共濟(jì)失調(diào) AD TGM6 逆向性痤瘡 AD NCSTN 四、方案設(shè)計 相比傳統(tǒng)測序，外顯子測序能夠迅速的獲得所有外顯子區(qū)域的遺傳信息，在大幅提升效率的同時顯著降低了研究成 本；相比全基因組測序，外顯子測序能夠在縮短實(shí)驗(yàn)周期、減少數(shù)據(jù)分析量及實(shí)驗(yàn)投入的基礎(chǔ)上有針對性的得到大部分全基因組測序所能得到的信息。基于外顯子組 測序良好性價比，該方法目前在國際上已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于遺傳病和癌癥研究中。 1. 單基因疾病研究方案 首先需要按照疾病表型對家系成員進(jìn)行嚴(yán)格篩查，明確其患病情況并進(jìn)行該疾病研究的背景調(diào)查。在找出該疾病已 經(jīng)有一些研究背景和相關(guān)的致病基因報道，可通過傳統(tǒng)PCR測序方法對已知的疾病相關(guān)變異進(jìn)行驗(yàn)證和初篩；確認(rèn)所研究的樣本中未發(fā)現(xiàn)相關(guān)的基因變異，那么可 以挑選一個或數(shù)個相同疾病家系的核心成員成員進(jìn)行外顯子組測序。每個家系中的患病個體選取3-5個樣本，正常個體選取1-2名作為對照進(jìn)行研究。按照疾病 模型(AD，AR等)及樣品的家系信息對測序得到的結(jié)果進(jìn)行分析，縮小候選變異的范圍，經(jīng)過多種注釋、篩選后過濾掉對功能無影響的變異及公共數(shù)據(jù)庫中的常 見變異，再使用傳統(tǒng)PCR測序進(jìn)行樣本擴(kuò)大化驗(yàn)證及相關(guān)的功能研究，Z終確定疾病相關(guān)變異。

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