Ученые из Института Сэнгера (Wellcome Sanger Institute) создали новый биоинформатический инструмент на основе анализа данных полногеномного секвенирования коротких фрагментов для выявления структурных генетических вариантов, связанных с развитием редких заболеваний. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Хотя «золотым стандартом» для поиска сложных структурных вариантов считается секвенирование длинных фрагментов, более распространенный метод — секвенирование коротких фрагментов — имеет свои ограничения. Новый инструмент решает эту проблему за счет оптимизации этапов фильтрации, классификации и проверки. В результате ученые смогут выявлять варианты, которые ранее пропускались.
Многие редкие заболевания вызваны различными типами генетических вариаций: одни из них наследуются, другие возникают спонтанно. Структурные варианты включают делеции, дупликации, инверсии и транслокации, а также экспансию повторов, вызывающую болезнь Гентингтона, синдром ломкой Х-хромосомы и другие заболевания.
Структурные варианты, особенно крупные (более 1000 п.н.) и сложные, трудно достоверно диагностировать с помощью секвенирования коротких прочтений, поскольку многие из них больше, чем стандартная длина одного прочтения (150–300 п.н.), а объединение фрагментированных последовательностей может быть неточным.
Новый биоинформатический инструмент (пайплайн) позволил идентифицировать 1870 структурных генетических вариантов на основе данных полногеномного секвенирования 12 568 семей, включая 13 698 детей с редкими заболеваниями, принявших участие в проекте «100 000 Genomes» (100 000 геномов).
Из обнаруженных структурных вариантов около 8% были сложными и содержали множественные изменения. Исследователи охарактеризовали их и классифицировали на 11 подтипов.
Большая часть проанализированных геномных данных была получена в результате секвенирования коротких фрагментов, данные секвенирования длинных фрагментов были доступны только для 23 образцов.
Примечательно, что исследование позволило установить диагноз 145 детям из выборки: были определены структурные варианты, являющиеся причиной заболевания, около половины из которых трудно было бы обнаружить с помощью других генетических тестов.
«Этот метод позволяет выявлять и анализировать сложные структурные варианты и открывает новые возможности для диагностики и лечения заболеваний. Мы показали, что способны обнаружить не только делеции или дупликации, но и транслокации, что ранее было невозможно. Новый инструмент позволяет подробно изучить геном и создать четкую картину для исследователей, врачей и пациентов», – заявил ведущий автор исследования Хёнчоль Чон (Hyunchul Jung), PhD, научный сотрудник Института Сенгера.
Ученые надеются, что это открытие поможет узнать больше о различных структурных вариантах и механизмах их развития, охарактеризовать их и выяснить, как они связаны с заболеваниями.
Источник: insideprecisionmedicine.com