在狩猎中为了研究当地人群听力损失的遗传原因,特拉维夫大学的研究人员已经开始进行有针对性的基因组捕获和深度测序,以根除致病突变。
该小组发表了对其捕获和大规模并行测序方法的描述基因组生物学目前,他们正在将最初的11名受试者及其家庭的研究扩大到96名。
最终,研究人员的目标是能够提供特定人群的测试,只检测与个人种族背景和耳聋表型相关的耳聋基因,实验室负责人、特拉维夫萨克勒医学院遗传学和生物化学教授凯伦·阿夫拉罕(Karen Avraham)说临床测序新闻.与此同时,该方法筛选了所有与人类耳聋有关的已知基因,以及与与听力损失相关的已知小鼠基因对应的基因组区域。
Avraham补充说,以色列临床实验室公司Pronto Diagnostics计划使用基于她的团队工作的方法为听力损失提供检测。
“我在一个研究实验室。我们开发了这种方法,然后希望遗传学诊所能够接手,”Avraham说。她说:“但是,如果你在医院里有这样的设置,这是非常可行的。”
在研究听力损失突变方法的概念证明中,Avraham,她的合著者来自伯利恒大学的Moien Kanaan,以及他们的合作者使用安ilent的SureSelect溶液捕获和Illumina基因组分析仪筛选246个基因,包括82个人类蛋白质编码基因,两个人类microrna,以及162个与小鼠耳聋相关的人类基因的同源物。研究对象来自11个不同的以色列犹太家庭和巴勒斯坦阿拉伯家庭。
从每个受试者身上捕获的DNA文库都用不同的条形码进行标记,Illumina GA的每个车道上都有一到两个文库进行多路复用。该小组报告称,在配对端测序后,捕获目标的中位碱基覆盖率为757倍至2080倍,其中超过95%和92%的目标碱基分别被超过10或30个reads覆盖。
利用Burrows-Wheeler比对器和MAQ生物信息学方法,研究人员将他们的reads与人类参考基因组序列进行比对。他们报告说,通过对dbSNP132、1000个基因组计划的数据和其他过滤器进行筛选,发现了罕见的变异。
桑格测序验证了潜在的变异,总体而言,特拉维夫团队在11名受试者中的6名及其家庭中发现了关键突变,“导致在另外20个先证及其家庭中发现了致病等位基因,”他们写道。
研究人员报告说,其中一个基因TMC1对摩洛哥犹太血统的以色列聋人具有“重大的临床意义”。在该研究的一个先证物中发现了TMC1的一种新的突变后,研究小组继续发现,在摩洛哥犹太聋哑受试者中,超过30%的人携带这种等位基因。
根据研究结果,该小组建议“所有摩洛哥血统的以色列犹太人先证都要进行TMC1基因突变的筛查”。他们在论文中写道:“我们估计TMC突变可以解释摩洛哥犹太人中至少38%的遗传性听力损失。”
在其他已知与听力损失有关的基因中也发现了新的突变,但没有常规评估,包括CDH23、MYO15A、WSF1和TECTA。作者报告说,在参与这项研究的六个巴勒斯坦家庭中,只有一个家庭在MYO15A中发现了致病突变。
类似的方法
来自爱荷华大学的一个小组也使用Agilent SureSelect和Illumina平台开发了一种基于测序的耳聋测试,称为OtoSCOPE for致病性外显子的耳科序列捕获(CSN 3/22/2011).
OtoSCOPE背后的研究人员之一Eliot Shearer在一封电子邮件中说,这家非营利性实验室目前正在研究基础上对个人进行测试,并将于明年1月启动临床测试临床测序新闻这个星期。
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Avraham团队使用的方法“与我们用于OtoSCOPE的方法非常相似
因为他们针对的是所有已知的耳聋基因……然而,他们是第一次在特定人群中使用它,”希勒写道。“我们希望在不久的将来,其他人在世界各地的许多人群中使用类似的方法。这将有助于我们更好地了解耳聋,并为个性化研究铺平道路
耳聋的药物和分子疗法,”他说。
Avraham指出,另一个与OtoSCOPE小组不同的地方是,“我们还添加了所有已知会导致小鼠耳聋的基因。这一点很重要,因为大量的研究表明,老鼠和人类的内耳非常相似,而且人类的60种基因中有许多也会导致老鼠的耳聋。”
Shearer说,虽然OtoSCOPE测试中只包括人类基因,但爱荷华大学的研究小组也在其工作中使用老鼠来识别人类的新型耳聋基因。
Avraham说,她的团队对11个先证物的初步研究还没有发现小鼠基因同源物的任何突变,但她的团队预测,在继续工作中会发现它们。
她说:“我们的冰箱里还有数百个(更多的)受试者的DNA。”“这是原则的证明。现在我们正在进行另一项实验,一次处理96个样本。”
根据Avraham的说法,大约有150个耳聋基因的候选位点是已知的,但到目前为止,这些位点中只有大约60个被鉴定出了基因。该团队希望随着更多耳聋相关基因的发现,扩大其检测范围。她说:“这是一个非常动态的过程,每个月都有新的基因被发现,所以我们不会被这246个基因所困。”她补充说,该团队已经在对96名患者的持续评估中添加了另外“5或6个基因”。
亚伯拉罕说,她希望这种更全面的基因分析方法能够为那些对简单测试感到失望的患者提供答案。VWIN娱乐网站她说:“我们会检查一些基因,并给出我们所能给出的最佳答案,结果通常是阴性,仅此而已。”
“现在我们有了大规模的并行测序,美妙之处在于它可以让你同时对许多DNA分子进行测序……我们过去每次可以做700个碱基对,现在我们每次可以做gb, 10天内就能以合理的价格完成整个基因组。”
她说:“在一个实验中,我们可以检查所有患者的所有这250个基因……每人大约500美元。”
除了明确诊断的诱惑之外,检测听力损失根源的突变也有其他好处。“如果你知道突变是什么,特别是在一个孩子身上,”亚伯拉罕说,“你可以预测是否会出现另一种异常,如失明或神经缺陷,”并有可能延缓或治疗这些相关症状。
“你还可以预测听力损失的进展——它是会变得更糟还是保持稳定——这对决定是否植入人工耳蜗非常重要。越早植入,效果越好,但如果你能预测到听力损失将保持在适度水平,你可能就不想这么做了。”在未来,关于听力损失原因的知识也可能导致耳聋的基因疗法。
“这些只是知道的一些原因,”亚伯拉罕说。
亚伯拉罕说,继续使用这种寻找突变的方法,当然还有一些需要改进的地方。生物信息学方面是一个重要的领域。由于分析时间长达几个月,“可能会很乏味,”她说。“今天我想说,这可能是这项技术的瓶颈。”
她说,价格也很重要。“我们希望它是200美元....另一方面,以前是2万美元。”
虽然她的实验室不打算在建立这种方法的研究之外进行诊断测试,但她说Pronto Diagnostics计划提供这种测试,而且任何拥有技术和人员的人都可以进行这种测试。vwin德赢ac米兰合作
Avraham说,她希望关于致病基因突变如何与人群和表型相关的知识最终会使像她的团队这样的多基因测试变得不必要。
她说:“最简单的事情是,如果一个病人来到诊所,你说你是摩洛哥犹太人,或者你是巴勒斯坦阿拉伯人,或者你的耳朵有特定的畸形,我们应该做一个测试,它应该给我们答案。”“而且这些单基因检测相当便宜。”
“这就是我们的真正目标——找到基因型和表型的相关性,这样医生看到病人就会很清楚这是什么基因,然后就可以对该基因进行测试……这不仅仅是针对耳聋,而是针对任何疾病。”
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