Skupienie się na kodujących regionach genomu
Sekwencjonowanie całego eksomu (WES) zapewnia pokrycie ponad 95% eksonów (wyrażonych lub kodujących białka regionów genomu), które są siedliskiem większości dużych wariantów genetycznych i polimorfizmów pojedynczych nukleotydów (SNP) związanych z fenotypami ludzkiej choroby.1 Z ~3 X 109 zasad składających się na ludzki genom, tylko około 1% stanowią sekwencje kodujące.1 Skupiając się na tej najbardziej istotnej części genomu, WES oferuje badaczom możliwość bardziej efektywnego wykorzystania zasobów sekwencjonowania i analizy. Strategia WES rozpoczyna się od zawężenia szczegółów wariantów do badania poprzez filtrowanie w bazach danych takich jak HapMap, z około 3,5 miliona SNP zidentyfikowanych w projekcie ludzkiego genomu. Takie ukierunkowanie umożliwia prostszą drogę do odkrycia i walidacji genów przyczynowych oraz częstych i rzadkich wariantów. Sekwencjonowanie eksomów okazało się przydatne w identyfikacji mutacji związanych z rzadkimi chorobami mendlowskimi.2
Sekwencjonowanie całego genomu (WGS) vs sekwencjonowanie całego eksomu
Zarówno WGS, jak i WES mają swoje zalety. Zrozumienie głównych różnic między nimi może pomóc w ustaleniu, która metoda będzie najlepsza dla konkretnego celu badawczego.
- WES obejmuje tylko wyrażone regiony genomu, podczas gdy WGS zapewnia pokrycie zarówno eksonów (sekwencji wyrażonych), jak i intronów (sekwencji pośrednich)
- WES wykorzystuje strategie wzbogacania z sondami przeciwko konkretnym regionom zainteresowania, podczas gdy WGS wykorzystuje genom referencyjny do wyrównania wszystkich sekwencji genomu
- Dzięki temu, że cały genom musi zostać zsekwencjonowany, WES jest bardziej efektywne kosztowo niż WGS
Dlaczego sekwencjonowanie całego eksomu?
- Umożliwia kompleksowe pokrycie eksonów w celu ukierunkowania na medycznie istotne regiony genomowe, w tym znane miejsca związane z chorobami i regiony nieulegające translacji (UTR)
- Zwiększa możliwości wykrywania wariantów, w tym rzadkich i rzadko występujących mutacji przy użyciu technologii sekwencjonowania następnej generacji (NGS)
- Eliminuje potrzebę sekwencjonowania całego genomu, stanowiąc opłacalną alternatywę dla WGS
WES może być przydatne w wielu scenariuszach:
- Gdy gen sprawczy jest znany dla danej choroby (monogenowy) i należy go zbadać w celu znalezienia specyficznych wariantów
- W przypadkach, gdy gen sprawczy jest nieznany i należy go zbadać
- W przypadkach, gdy podejrzewa się, że wiele genów jest zaangażowanych w daną chorobę (poligenowy)
Jak działa WES?
Podczas przygotowywania biblioteki, genomowe DNA jest fragmentowane, a docelowe regiony są wychwytywane przez hybrydyzację przy użyciu biotynylowanych sond oligonukleotydowych w roztworze. Wychwycone sekwencje docelowe są izolowane przy użyciu kulek streptawidyny, a po etapach płukania i elucji są wykorzystywane do późniejszej amplifikacji i sekwencjonowania.
