Fokus auf kodierende Regionen des Genoms
Whole Exome Sequencing (WES) bietet eine Abdeckung von mehr als 95 % der Exons (die exprimierten oder proteinkodierenden Regionen des Genoms), die die Mehrzahl der großen genetischen Varianten und Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) beherbergen, die mit menschlichen Krankheitsphänotypen in Verbindung stehen.1 Von den ~3 X 109 Basen, aus denen das menschliche Genom besteht, entfällt nur etwa 1 % auf kodierende Sequenzen.1 Durch die Konzentration auf diesen wichtigsten Teil des Genoms bietet die WES den Forschern die Möglichkeit, Sequenzierungs- und Analyseressourcen effizienter zu nutzen. Die WES-Strategie beginnt mit der Eingrenzung der zu untersuchenden Varianten, indem aus den rund 3,5 Millionen SNPs, die im Rahmen des Humangenomprojekts identifiziert wurden, anhand von Datenbanken wie HapMap die Details herausgefiltert werden. Diese Fokussierung ermöglicht einen einfacheren Weg zur Entdeckung und Validierung von ursächlichen Genen sowie häufigen und seltenen Varianten. Die Exom-Sequenzierung hat sich bei der Identifizierung von Mutationen, die an seltenen Mendelschen Krankheiten beteiligt sind, als nützlich erwiesen.2
Whole Genome Sequencing (WGS) vs. Whole Exome Sequencing
Beide, WGS und WES, haben ihre eigenen Vorteile. Das Verständnis der Hauptunterschiede zwischen ihnen könnte bei der Entscheidung helfen, welche Methode für einen bestimmten Forschungszweck am besten geeignet ist.
- WES deckt nur die exprimierten Regionen des Genoms ab, während WGS sowohl Exons (die exprimierten Sequenzen) als auch Introns (die dazwischen liegenden Sequenzen) abdeckt
- WES verwendet Anreicherungsstrategien mit Sonden gegen bestimmte Regionen von Interesse, während WGS ein Referenzgenom für den Abgleich aller Sequenzen des Genoms verwendet
- Da das gesamte Genom sequenziert werden muss, ist WES kosteneffizienter als WGS
Warum Whole Exome Sequencing?
- Ermöglicht eine umfassende Abdeckung von Exons, um medizinisch relevante Genomregionen zu erfassen, einschließlich bekannter krankheitsassoziierter Stellen und untranslatierter Regionen (UTRs)
- Erhöht das Potenzial für die Entdeckung von Varianten, einschließlich seltener und niedrigfrequenter Mutationen unter Verwendung der Next Generation Sequencing (NGS)-Technologie
- Erübrigt die Sequenzierung des gesamten Genoms und bietet eine kostengünstige Alternative zu WGS
WES kann in verschiedenen Szenarien nützlich sein:
- Wenn das ursächliche Gen für eine bestimmte Krankheit bekannt ist (monogen) und untersucht werden muss, um die spezifischen Varianten zu finden
- In Fällen, in denen das ursächliche Gen unbekannt ist und untersucht werden muss
- In Fällen, in denen vermutet wird, dass mehrere Gene an einer bestimmten Krankheit beteiligt sind (polygen)
Wie funktioniert WES?
Bei der Bibliotheksvorbereitung wird die genomische DNA fragmentiert, und die Zielregionen werden durch Hybridisierung mit biotinylierten Oligonukleotid-Sonden in Lösung eingefangen. Die eingefangenen Zielsequenzen werden mithilfe von Streptavidin-Beads isoliert und nach Wasch- und Elutionsschritten für die anschließende Amplifikation und Sequenzierung verwendet.
Roche Sequencing Solutions bietet eine ganze Reihe von Produkten für die NGS-Probenvorbereitung an, die von der Proben-QC über die Zielanreicherung bis hin zur Bibliotheksquantifizierung reichen und die Vorbereitung hochwertiger DNA-Bibliotheken ermöglichen, die für die Gewinnung hochwertiger Whole-Exome-Sequenzierungsdaten entscheidend sind.
