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人群规模的纳米孔测序为结构变异(SV)在人类疾病中的作用提供新见解

21 November 2019

使用纳米孔技术对1,817个人类基因组测序,发现每个个体基因组的SV比短读测序方法产生的SV多10倍。
deCODE genetics 已经使用纳米孔技术生成了1,817名冰岛个体的长读长全人类测序数据,鉴定出的个体常染色体结构变异(SV)中位数为23,111个,累计中位值达9.9 Mbp。
在最新的发表文章中, deCODE genetics 的作者评论说:
“我们展示了首个Oxford Nanopore Technologies测序技术在人口规模上的应用。我们对1817名冰岛人进行了测序,包括369个家系,作为deCODE genetics在各种表型研究工作中的一部分。
“影响蛋白质功能的SV极为少见,因此我们认为大规模的SV研究对于了解它们在疾病中的作用至关重要。”
长读长可简化大型复杂SV的分辨率,因为与短测序读相比,它们可以更准确地定位到参考基因组。迄今为止,短读长长度的大小限制使得对SV的发现、基因型分型和表征鉴定变得困难。
这项研究强调了长读长在结构变异分辨率中的作用,使用GridION 和 PromethION,在每个个体中找到了23,111个结构变异;相较使用短读长测序的大规模研究为2,000-8,000个,在其综合研究中为23,000-31,000个。
已知结构变异可以导致大量广泛的无论是正常的或者异常表型,因此,全面表征结构变异的需求变得越来越明显。研究结果表明,在人类基因组中,SV占有比单核苷酸多态性(SNP)更多的变异碱基。
研究小组发现罕见的SV比普通的SV大,并且也更可能影响蛋白质的功能。他们还发现与PCSK9第一个外显子罕见缺失的关联,发现这种缺失的携带者的低密度脂蛋白胆固醇水平比人群平均水平低0.93 mmol/L(1.36 sd)。
Oxford Nanopore 首席执行官 Gordon Sanghera评论说:
“纳米孔测序为解决结构变异提供了更简单的解决方案,它能够独特地为群体测序提供信息丰富、数量充足的长读长测序数据。deCODE希望进一步了解SV在健康和疾病中作用,我们期待看到他们的下一步发展。”
PromethION 具有与MinION和GridION相同的特点,且能够在人口规模上实现实时、长读长、直接DNA和RNA测序。每个测序芯片可以生成超过150Gb的数据,测序芯片可以每张独立或全部同时运行。在满载运行的情况下,PromethION 48已在72小时内产生过7Tb的数据,相当于在3天内以30x的覆盖深度测序50个人类基因组。