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當前位置:中国福彩网下载 » 基因組研究 » 全外顯子組測序

技術簡介

全外顯子組測序(whole exome sequencing,WES)是指利用序列捕獲技術將全基因組外顯子區域DNA捕捉并富集后進行高通量測序的基因組分析方法,可發現與蛋白質功能變異相關的基因突變。外顯子組約占基因組的1-2%,卻包含約85%的致病突變。與全基因組測序相比,全外顯子組測序檢測目標區域明確,更加經濟高效,對研究SNP、InDel等具有較大的優勢,可以憑借高深度測序鑒定到全基因組測序所沒有鑒定到的突變。

技術原理

全外顯子捕獲技術平臺是以生物素標記的寡聚核苷酸為探針,與片段化后的基因組DNA文庫雜交,通過堿基互補配對與外顯子區域結合,再用鏈霉親和素磁珠純化將目標區域拉下來進行富集,然后進行測序(如下圖所示)。

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歐易特色

Agilent長期官方合作伙伴和質量保證,基于SureSelect平臺開展服務

確保一對一捕獲,全程原裝配套試劑

擁有豐富的FFPE、ctDNA、顯微切割等特殊樣本處理經驗

具備成熟穩定的微量或低起始量DNA(10 ng)建庫測序技術

采用Illumina測序平臺保證數據的可靠性和分析的準確性

提供常規和高級信息分析,可根據客戶需求提供個性化數據分析和作圖

根據客戶研究目標靈活制定研究方案

從樣本提取到文章發表,提供一站式貼心服務支持

應用領域

全外顯子組測序主要用于識別和研究與疾病、種群進化相關的基因編碼區變異,結合大量公共數據庫提供的外顯子組數據,有利于更好地解釋基因變異和疾病之間的關聯及致病機理。特別適合大樣本量進行高深度測序,可發現低深度難以發現的基因變異,非常適合腫瘤研究,同時在其他疾病研究領域也應用廣泛。

捕獲平臺
Agilent SureSelect Human All Exon V6/V7/ Clinical Research Exome V2
Agilent SureSelect Non-Human All Exon (Mouse/Bovine/ Zebra?sh/ Canine)

測序平臺
 HiSeq X-Ten,PE150

數據分析

歐易生物全外顯子組測序數據分析內容豐富,覆蓋全面,可挖掘大量的突變數據信息

滿足高頻突變統計、高頻突變基因通路富集、驅動基因篩選、CNV分布等分析需求

分析流程

測序下機獲得原始測序數據(Raw Data)后,進入生物信息分析流程,共有兩個階段

測序數據質量評估

主要通過對測序錯誤率,數據量,比對率,覆蓋度等進行統計

評估建庫測序是否達到了標準,符合標準則進行后續分析

變異信息分析

將高質量的測序序列比對到人的參考基因組上,檢測樣本中的變異信息

對于癌癥配對樣本(Tumor/Normal)檢測體細胞突變(Somatic Mutation),并對檢測到的變異信息進行分析解讀

 案例展示

案例一   漿細胞樣膀胱癌中體細胞突變研究

研究背景

膀胱癌是世界范圍內的第九大常見癌癥,同時也是男性中第四大常見癌癥。雖然TCGA數據庫中包含了豐富的膀胱癌的資料,但其形態學與預后異質性的分子機理還不是很明確。

研究內容與結果

該研究采用全外顯子組測序并結合TCGA數據庫,對6例漿細胞樣膀胱癌組織樣本進行序列分析,發現均存在CDH1基因(該基因編碼產物為E-cadherin)的無義突變,而在TCGA數據庫中的其他127例膀胱癌患者中均不存在CDH1基因的truncating 突變。另取19例漿細胞樣膀胱癌組織樣本進行全外顯子組測序,14例患者中存在CDH1突變;選擇62名患者進行序列及組織學分析,6名組織學上鑒定表現為漿細胞性癌癥的病人中均檢測出CDH1突變,而在剩余的56名非漿
細胞性癌癥的患者中均沒有檢測到CDH1突變。

利用免疫組化驗證漿細胞性癌癥中CDH1的基因突變可造成E-cadherin蛋白的表達缺失。最后利用CRISPR-Cas9技術敲除尿路上皮腫瘤細胞中的CDH1,細胞的遷移能力顯著增強。

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膀胱癌中CDH1的突變頻率與分布比較

參考文獻

Al-Ahmadie H A,et al.Frequent somaticCDH1loss-of-function mutations in plasmacy-toid variant bladder cancer.Nature genetics. 2016, 48: 356-358. 

案例二   高血壓發病新機理研究

研究背景

醛固酮過多是導致心肌肥厚、心力衰竭和腎功能受損的重要危險因素。醛固酮增多癥會導致嚴重的繼發性高血壓,從基因水平探討醛固酮增多癥的致病機理可為高血壓的精準治療提供理論支持。

研究內容與結果

這兩項研究均采用全外顯子測序方法,發現并闡明了氯離子通道編碼基因CLCN2的突變對醛固酮增多癥導致的繼發性高血壓的影響,揭示了導致醛固酮增多癥的一個遺傳因素。在第一項研究中,通過對一個醛固酮增多癥家族進行全外顯子組測序,發現位于3號染色體上控制氯離子通道的編碼基因CLCN2在醛固酮增多癥患者體內發生了雜合突變,而在無醛固酮增
多癥的個體中沒有出現該突變。將測序結果與細胞實驗結合在一起,分析發現醛固酮增多癥與CLCN2基因突變存在極大地聯系, CLCN2基因突變會增加腎上腺腎小球細胞膜去極化,從而促進醛固酮的產生。此研究闡明了醛固酮增多癥導致繼發性高血壓的機制,為疾病的治愈提供新思路。

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CLCN2基因突變圖譜

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 CLCN2基因突變功能模式圖

在第二項研究中,通過對十幾個醛固酮增多癥和高血壓患者進行全外顯子組測序,發現至少一個CLCN2突變與醛固酮增多癥之間存在關聯。通過對一個有醛固酮增多癥患者的家庭進行全外顯子測序,發現了一個新的生殖細胞CLCN2突變,該患者9歲時被診斷患有醛固酮增多癥,且是雜合子,但是在其兄弟姐妹和父母的基因序列,以及現有的序列數據庫中均未發現該突變型。在另外11名醛固酮增多癥患者的基因序列中并未發現其他CLCN2新突變。 但是,當跟蹤表達CLCN2的非洲爪蟾卵細胞中的離子電流時,發現氯離子通道的活性增強,可能是由于CLCN2區域的功能增益變化而產生的,而該區域通常保持過度去極化。隨后在人類腎上腺皮質細胞系中發現的表達模式進一步支持了該研究結果。本研究中氯通道參與原發性醛固酮增多癥以及CLCN2突變的發現,為高血壓的的發病機理及治療開辟了全新的領域。

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CLCN2基因突變鑒定及與臨床特征的關系

參考文獻

1. Scholl UI,et al.CLCN2 chloride channel mutations in familial hyperaldosteronismtype II.Nature genetics. 2018, 50(3): 349-354.
2. Fernandes-Rosa FL,et al. A gain-of-function mutation in theCLCN2chloride channel gene causes primary aldosteronism.Nature genetics. 2018, 50(3): 355-361.
 

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