Keskittyminen genomin koodaaviin alueisiin
Whole Exome Sequencing (WES) tarjoaa kattavuuden yli 95 %:lle eksoneista (genomin ekspressoituneista tai proteiineja koodaavista alueista), jotka sisältävät suurimman osan suurista geneettisistä varianteista ja yksittäisistä ytimestä poikkeavista polymorfismeista (single nucleotide polymorphisms, SNPs), jotka on yhdistetty ihmisen sairausilmiöihin.1 Ihmisen genomin sisältämästä noin 3 X 109 emäksestä vain noin 1 % on koodaavia sekvenssejä.1 Keskittymällä tähän tärkeimpään osaan genomia WES tarjoaa tutkijoille mahdollisuuden käyttää sekvensointi- ja analyysiresursseja tehokkaammin. WES-strategia alkaa rajaamalla tutkittavien varianttien yksityiskohtia suodattamalla ne HapMapin kaltaisten tietokantojen avulla ihmisen genomiprojektissa tunnistetuista noin 3,5 miljoonasta SNP:stä. Tämä keskittyminen mahdollistaa yksinkertaisemman tavan löytää ja validoida kausaaligeenejä sekä yleisiä ja harvinaisia variantteja. Eksomisekvensointi on osoittautunut hyödylliseksi harvinaisiin mendeliläisiin sairauksiin liittyvien mutaatioiden tunnistamisessa.2
Whole genome sequencing (WGS) vs. whole exome sequencing
Kummallakin WGS- ja WES-menetelmällä on omat etunsa. Niiden välisten suurimpien erojen ymmärtäminen voi auttaa määrittämään, kumpi menetelmä soveltuu parhaiten tiettyyn tutkimustarkoitukseen.
- WES kattaa vain genomin ekspressoituneet alueet, kun taas WGS kattaa sekä eksonit (ekspressoituneet sekvenssit) että intronit (väliin jäävät sekvenssit)
- WES käyttää rikastusstrategioita, joissa koettimet kohdistuvat tiettyihin kiinnostuksen kohteena oleviin alueisiin, kun taas WGS käyttää referenssigenomia genomin kaikkien sekvenssien kohdistamiseen
- Johtuen siitä, että koko genomi on sekvensoitava, WES on kustannustehokkaampi kuin WGS
Miksi koko eksomin sekvensointi?
- Mahdollistaa eksonien kattavan kattavuuden lääketieteellisesti merkityksellisten genomialueiden kohdentamiseksi, mukaan lukien tunnetut sairauksiin liittyvät kohdat ja siirtämättömät alueet (UTR)
- Lisää varianttien löytämismahdollisuuksia, mukaan lukien harvinaiset ja matalataajuiset mutaatiot seuraavan sukupolven sekvensointitekniikan (NGS) avulla
- Mahdollistaa koko genomin sekvensoinnin, mikä tarjoaa kustannustehokkaan vaihtoehdon WGS:n rinnalle
WES:stä voi olla hyötyä useissa eri tilanteissa:
- Tapauksissa, joissa tietyn sairauden aiheuttajageeni tunnetaan (monogeeninen) ja sitä on tutkittava spesifisten varianttien löytämiseksi
- Tapauksissa, joissa aiheuttajageeni ei ole tiedossa ja sitä on tutkittava
- Tapauksissa, joissa usean geenin epäillään olevan osallisena tiettyyn sairauteen (polygeeninen)
Miten WES toimii?
Kirjaston valmistuksen aikana genomista DNA:ta pirstotaan, ja kohdealueet kaapataan hybridisoimalla biotinyloiduilla oligonukleotidikoettimilla liuoksessa. Kiinnitetyt kohdesekvenssit eristetään streptavidiinihelmien avulla, ja pesu- ja eluointivaiheiden jälkeen niitä käytetään myöhempää monistamista ja sekvensointia varten.
Roche Sequencing Solutions tarjoaa NGS-näytteiden valmistukseen koko tuotevalikoiman näytteen laadunvalvonnasta, kohteiden rikastamisesta kirjaston kvantifiointiin, jotka mahdollistavat korkealaatuisten DNA-kirjastojen valmistuksen, joka on kriittinen edellytys laadukkaan kokonaisen eksomisekvensointidatan saamiseksi.
