Новая технология, разработанная учеными из Университета Эмори, позволит исследователям легче обнаруживать тонкие и упускаемые из виду генетические вариации, которые могут иметь серьезные последствия для здоровья и болезней. Протокол исследования, называемый геномным отбором на основе микрочипов (MGS), позволяет ученым извлекать и обогащать определенные участки ДНК большого размера, а затем сравнивать генетические вариации среди людей с использованием методов повторного секвенирования ДНК.
Сообщаемая технология будет опубликована онлайн в октябре. 14 и появится в ноябрьском печатном номере журнала Nature Methods.
Ведущий автор – Дэвид Окоу, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Майкла Цвика, доктор философии, доцент кафедры генетики человека Медицинской школы Университета Эмори.
Цель большинства исследователей генетики человека – найти вариации в геноме, которые способствуют возникновению болезни. Однако, несмотря на успех проекта генома человека и доступность ряда платформ секвенирования ДНК следующего поколения, отсутствие простого и недорогого метода выбора конкретных областей для повторного секвенирования является серьезным препятствием для выявления тонкой генетической изменчивости среди людей. Ученые Эмори считают, что цель будет намного более достижимой благодаря MGS.
MGS использует ДНК-олигонуклеотиды (зонды), размещенные на чипе с высокой плотностью (микрочип), для прямого захвата и извлечения целевой области (областей) из генома. Зонды выбираются из эталонного генома человека и комплементарны мишени (ам) для захвата. После того, как цель выбрана, можно использовать массивы повторного упорядочивания или другие технологии секвенирования для выявления вариаций. Ученые из Эмори считают, что MGS позволит им легко сравнивать генетические вариации у ряда людей и связывать эти вариации со здоровьем и болезнями.
"Проект генома человека был сосредоточен на секвенировании только одного генома человека – удивительный технологический подвиг, который потребовал очень большой производственной инфраструктуры, сотен людей и больших денег," говорит доктор. Цвик. "С тех пор вопрос заключался в том, можем ли мы воспроизвести возможность повторного секвенирования частей генома или, в конечном итоге, всего генома в лаборатории с одним исследователем и небольшим штатом? Теперь ответ – да.’"
«Генетики обнаружили много различных типов очевидных генных мутаций, вредных для здоровья», – объясняет д-р. Цвик, но более тонкие вариации или вариации, расположенные в тех частях генома, куда ученые редко смотрят, также могут иметь негативные последствия, но их не так легко обнаружить.
Другие методы выделения и изучения определенного участка генома, такие как ПЦР и клонирование ВАС (бактериальные искусственные хромосомы), сравнительно трудоемки, их сложно масштабировать для отдельных лабораторий до больших участков генома, и они относительно дороги, – говорит доктор. Цвик.
В то время как типичная технология микрочипов измеряет экспрессию генов, MGS – это новое использование микроматриц для захвата конкретных геномных последовательностей. В опубликованном исследовании для определения последовательности ДНК в образцах пациентов использовался третий тип микроматрицы – массив повторного секвенирования.
"Логика, лежащая в основе чипа повторного упорядочивания, заключается в том, что вы разрабатываете чип так, чтобы он имел идентичность основания в каждом отдельном месте в эталонной последовательности," говорит доктор. Цвик. "Вы используете эталонную последовательность генома человека как оболочку и ищете вариант по теме. Эта альтернативная новая технология позволяет лаборатории обычного размера и одному исследователю генерировать большой объем данных по цене, значительно меньшей, чем та, которую взимал бы центр секвенирования," Доктор. Цвик говорит.
Источник: Университет Эмори