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MAGIGEN

外显子测序

   技术简介

    外显子组测序(Exome sequencing)是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后进行高通量测序的基因组分析方法。外显子组占全基因组大小的1%,但由DNA变异引起的疾病却有85%以上来自于外显子测序。相比于全基因组序列测序,外显子组测序更简便、经济、高效,其目标区域覆盖度也更高,便于变异检测。 目前,外显子测序已经在米勒综合症、歌舞伎综合症、重型颅脑畸形等孟德尔疾病、其它一些癌症等复杂疾病上得到了成功的应用。

    外显子测序的原理

    外显子组测序的原理如下图所示,首先将基因组PCR扩增,然后通过探针或生物素诱导引物捕获,再利用第二代测序技术对捕获的区域进行测序。

    数据分析流程

    测序后获得原始数据(raw reads),经过QC检验及过滤后,定位到参考基因组,获得比对到基因组上的Unique mapped reads。对数据进行标准的信息分析,包括对SNPInDel等进行注释和统计分析,也对数据进行质控检测,包括深度检测、覆盖度均一性等分析的检测。另外,我们也会根据项目的研究需求,为合作伙伴提供个性化的分析。

    分析内容

    1 数据产出的统计

    2 外显子区域测序深度及均性分析

    3 一致性序列的获得

    4 SNPs的检测及注释

    5 插入和缺失(Indels)的检测与注释

    6 氨基酸替代的预测分析

    7 群体SNP的获取和等位基因频率评估

    8 Mendelian disorder analysis 孟德尔遗传疾病分析

    9 基于新一代测序技术的全基因组关联(NGS-GWAS)分析

    10、阳性信号的检测。

    应用

      外显子组测序在正常人、一些遗传性疾病中都有所运用,它能够发现一些低频突变基因,也能找到与疾病相关的突变基因,在基因诊断方面发挥着重要作用,下面是它应用的一个例子:

      AML-M5是一种急性急性单核细胞白血病,其患者白细胞显著增多,研究其发病原理对该疾病的诊断有十分重要的作用。利用外显子组测序对112例患者进行体细胞测序,发现23例病例编码甲基化转移酶3ADNMT3A)的基因发生了突变。DNMT3A的突变会导致酶活性降低及体外组蛋白H3异常的亲和力,进而引起体内DNA甲基化模式及基因表达模式的改变。另外,该研究还发现13.6%的病例Arg882基因也发生了改变。该研究通过外显子数据的分析找出了导致AML-M5疾病的发生可能是与DNA甲基化调节的基因发生了突变,这为疾病的治疗提供了一条新的途径。

    取祥要求

    1. 样品类型:无降解且无蛋白和RNA污染的DNA样品;

    2. 样品需求量:≥4ug;

    3. 样品浓度:>30ug/ul;

    4. 样品纯度:OD260/280=1.8~2.0;

    5. 样品保存期间切忌反复冻融,送样时请使用冰袋或干冰运输


    项目周期

    40个工作日。个性化分析时间需要根据项目实际情况进行评估。

    案例分享:Nat Genet: 丹麦人外显子测序

    研究目的

    通过对群体SNP分析,寻找影响人类健康的遗传因素

    材料方法

    200个丹麦人外显子测序,平均测序深度为12,测序策略为PE91

    研究结果

    文章表明影响健康的大多数遗传因素是低频基因变异造成的,而之前这些低频基因变异往往被研究人员忽视,新一代测序将有助于低频突变的有效检测。同义突变的SNP比例与无进化选择压力的中性突变的数据结果相邻;同时非同义突变占了相比更大的比例,说明了承受了巨大的进化压力,同时也可能是不利突变。

    参考文献

    Li Y, Vinckenbosch N, Tian G, et al.
    Resequencing of 200 human exomes identifies an excess of low-frequency non-synonymous coding variants.
    Nat Genet. 2010, 42(11): 969-972.

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