Полное экзомное секвенирование бесплатно как сделать

Обновлено: 07.07.2024

Полное секвенирование экзома представляет собой расшифровку белок-кодирующих последовательностей всех известных генов, имеющих доказанную связь с наследственными заболеваниями. Исследование назначается при подозрении на редкие генетические синдромы с целью верификации спорных клинических диагнозов (в том числе, при неизвестном первичном дефекте, отсутствии специализированных генетических тестов), в рамках планирования беременности. Полноэкзомное секвенирование может включать анализ митохондриальной ДНК. Стоимость зависит от количества обследуемых пациентов (пробанд, трио).

Схема секвенирования экзома начиная с этапа фрагментации ДНК образца и заканчивая секвенированием. Начало.

Секвени́рование экзо́ма (англ. Exome sequencing ) — секвенирование всех белок-кодирующих генов в геноме (то есть экзома). Под секвенированием экзома подразумеваются две операции: во-первых, отбор экзонов. В зависимости от организма экзоны покрывают 1—2 % генома [1] . У человека их насчитывается около 180 000, примерно 1 % от всего генома, или приблизительно 30 миллионов пар оснований (п. о.). Во-вторых, секвенирование экзонов с использованием любой платформы высокопроизводительного секвенирования ДНК и анализ полученных результатов [2] .

Секвенирование экзома позволяет обнаружить генетические изменения, приводящие к изменению белковых последовательностей, которые могут в свою очередь приводить к возникновению заболеваний, таких как атеросклероз, болезнь Альцгеймера и других. Основное преимущество экзомного секвенирования заключается в возможности проводить массовый скрининг генов и обнаруживать мутации, ассоциированные с заболеваниями, при этом данная процедура оказывается проще и дешевле, чем полногеномное секвенирование [en] [1] .

Человек состоит из систем органов, которые, в свою очередь, состоят из органов, а те из из тканей. Ткани состоят из клеток. В клетках есть хромосомы, в хромосомах находится ДНК.

ДНК состоит из цепочки нуклеотидов (букв). Буквы бывают 4 типов: A, T, G, C. В последовательности букв закодирована вся наследственная информация. Все буквы по порядку - это геном.

Геном первого человека расшифрован в 2003 году, он называется референсный геном. Все геномы ныне живущих людей на 99% похожи на референсный по последовательности букв, т.е. их можно записать друг под другом, и почти все буквы будут совпадать. Такое написание - выравнивание.

Отличие одной буквы генома в конкретном месте выравнивания от референсного называется заменой. Если в геноме человека одна или несколько букв теряются в конкретном месте выравнивании - это делеция. Если наоборот вставляются - инсерция. Если такое отличие есть у многих людей, оно называется - полиморфизм. Если у малого числа - мутация.

Некоторые участки генома называются - гены, если в них закодирована наследственная информация о конкретном белке.

Белки - вещества, выполняющие определенные функции в клетках: защитную, строительную и пр. Полиморфизмы и мутации в генах могут приводить к изменению белков и их функций.

Полиморфизмы и мутации в генах могут приводить к нарушать синтез белков и их функций, а следовательно и вызывать нарушения в работе организма. Секвенирование генома необходимо для выявления таких изменений.

В чем отличие секвенирования генома от секвенирования экзома?

Как мы отметили, секвенирование генома необходимо для выявления мутаций в ДНК. Однако, достаточно долго секвенирование> генома стоило астрономических денег, и его не каждый долларовый миллионер готов был себе позволить. Сейчас технология настолько подешевела, что секвенирование генома доступно каждому человеку.

Технологии в этой области настолько быстро развиваются, что за ними не успевают ни профессиональные молекулярные биологи, ни врачи генетики, поэтому мы часто слышим от коллег, что секвенирование генома слишком дорого - они предлагают своими клиентам урезанный вариант исследования - секвенирование экзома. Секвенирование экзома дает в 10 раз меньше информации, чем секвенирование генома и не дает представления о многих типах мутаций - например, о делеции протяженных кусков генов. Посмотрите на картинку с серенькими полосочками:

схематическое изображение хромосомы №14 человека в виде полосочки
секвенирование генома одного человека
секвенирование генома второго человека
секвенирование экзома второго человека (того же)
схематическое изображение гена, который называется NEMF и распологается в том участке, который мы рассматриваем.

Приглядитесь - можно увидеть, что данные секвенирования экзома ("серые полосочки") нарисованы только сверху толстых синеньких прямоугольников гена NEMF. Так и должно быть - в этой технологии "секвенирование экзома" ученые выкидывают большую часть данных.

Выкидывание данных при секвенировании экзома в нашем случае, изображенном на картинке, ведет к тому что серьезная мутация - потеря куска гена не детектируется на секвенировании экзома. Мутация видна невооруженным глазом на данных секвенирования генома в середине картинки - две длинных красных линии, заканчивающихся толстыми прямоугольниками.

Секвенирование экзома - это устаревшая технология, которая уступила место значительно подешевевшему секвенированию генома. В настоящий момент нет ни одного случая, когда применение секвенирования экзома вместо секвенирования генома могло бы быть оправданно.

Секвенирование генома - единственная технология, которая позволяет одновременно смотреть короткие изменения в ДНК и длинные. На картинке выше представлен демонстрационный результат секвенирования генома, в котором 1 ген серьезно поврежден для наглядности сразу 6 мутациями, которые "ловятся" с помощью секвенирования генома, но половина из них не ловятся с помощью секвенирования экзома или панелей генов. А именно:

Гетерозиготная делеция - хорошо распознается на геноме (может быть поймана на экзоме тоже)
Гомозиготная делеция - "ловится" на геноме и на экзоме
Гетерозиготная инверсия - распознается только на секвенировании генома
Гомозиготная инверсия - распознается только на секвенировании генома
Гетерозиготная тандемная дупликация - распознается только на секвенировании генома
Гомозиготная тандемная дупликация - хорошо распознается на геноме (может быть поймана на экзоме тоже)

Секвенирование генома дает на порядок больше информации, чем секвенирование экзома. В настоящее время имеет смысл делать только секвенирование генома, которое дает исчерпывающее представление о генетике человека.

Секвенирование клинического экзома. Что такое клинический экзом?

Клинический экзом – это совокупность всех генов, кодирующих белок, клиническая значимость которых известна

Геном - совокупность всего наследственного материала, заключенного в клетке организма.Экзон – последовательность ДНК, которая кодирует синтезируемый белок.

Экзом – совокупность всех экзонов. Он составляет менее 2% от всего генома.

Клинический экзом – совокупность всех генов экзома, клиническая связь которых с заболеваниями научно доказана. Он составляет примерно четверть генов полного экзома, однако именно в нем располагаются около 85% всех известных медицине клинически значимых мутаций.

Секвенировние клинического экзома

Секвенировние клинического экзома является оптимальным исследованием при подозрении на наследственные заболевания с точки зрения соотношения вероятности нахождения клинически значимых мутаций и затрат на исследование. 85% всех известных клинически значимых мутаций содержится именно в нем.

Секвенирование – установление нуклеотидной последовательности ДНК, самый точный анализ наследственной информации на сегодняшний день. Генетическая структура ДНК определяет наличие генетических (наследственных) заболеваний. Доступно более 4800 генов.

Наследственные заболевания и секвенирование

Что позволяет заподозрить наличие наследственного патологии?

-Семейный характер заболевания

-Тяжелое хроническое прогредиентное рецидивирующее течение болезни

-Специфические симптомы (малые аномалии развития и врожденные пороки развития)

-Множественность поражения органов и систем организма

-Врожденный характер заболевания

-Резистентность к наиболее распространенным методам терапии

-Наличие в анамнезе паталогически протекавших беременностей, в том числе самопроизвольное замирание беременности и выкидыши.

Наследственные заболевания являются актуальной проблемой современного здравоохранения. По данным ВОЗ оценочное число наследственных болезней может достигать 10000, а количество больных – 10% всего населения земного шара.

Первостепенная задача, стоящая перед лечащим врачом, состоит в исключении или подтверждении генетической природы заболевания, что позволяет определить тактику лечения, дать прогноз жизни и здоровья больному и его родственникам.

Постановка клинического диагноза редкого заболевания часто бывает затруднена, особенно у новорожденных. В таких случаях молекулярная диагностика имеет определяющее значение.

В зависимости от конкретной клинической задачи требуется исследование разных по размеру участков генома – от одного нуклеотида до всего генома.

В каких случаях необходимо секвенирование клинического экзома?

-При подозрении на генетическую патологию, для которой нет специализированных генетических тестов.

-В случае поиска мутации в генах, для которых нет специализированных генетических тестов.

-В случае необходимости комплексного генетического тестирования при подозрении на генетическую патологию.

-При неясной клинической картине заболевания в случае, когда точный выбор необходимых для анализа генов затруднен.

-При выяснении носительства моногенных заболеваний при планировании ребенка.

Кто наши пациенты?

-Дети, в том числе новорожденные, с неясной симптоматикой.

-Пациенты без выраженной симптоматики, в семье которых были или есть случаи генетических заболеваний, с целью оценки возможности развития наследственного заболевания у них.

-Пациенты с выраженной симптоматикой с целью подтверждения или исключения наследственной природы заболевания.

-Пациенты с выраженной симптоматикой с целью подтверждения или исключения наследственной природы заболевания в случае, если классические методы генетического тестирования не дали результатов

-Семейные пары, планирующие детей, с целью выявления у них носительства наследственных заболеваний, которые могут быть переданы по наследству.

-Пациенты, интересующиеся влиянием своих индивидуальных генетических особенностей на риск развития онкологических, сердечно-сосудистых, эндокринных и других заболеваний, с целью понимания оптимального для них образа жизни, питания, плана приема медикаментов, плана спортивных занятий.

Преимущества методики секвенирования

Секвенирование проводится один раз в жизни. Повторное исследование не требуется. При появлении в медицине новых данных о тех или иных генах, мутациях и заболеваниях достаточно вернуться к полученным единожды данным и проанализировать их с учетом новой информации.

При секвенировании пациент и врач получает всю необходимую информацию о структуре генов, что исключает необходимость дополнительного генетического тестирования и неопределенность при постановке диагноза.

Адрес медико-генетического центра "Жизнь":
Санкт-Петербург, Коломяжский пр., д. 28, кор. 2 (вход со двора)

Читайте также: