全基因组重测序(Genome Resequencing)

简介

全基因组重测序(Genome resequencing)是对已知基因组序列的物种进行不同个体的基因组测序,并在此基础上对个体或群体进行差异性分析。通过序列比对,可以分析不同个体基因组间的结构差异,如寻找单核苷酸多态性位点(SNP)、插入缺失位点(InDel,Insertion/Deletion)、结构变异位点(SV,Structure Variation)位点等,在临床医药研究、群体遗传学研究、组间关联分析、进化分析等领域有广泛的应用。


建库方法


技术流程


分析结果展示

Indels基因及功能注释


差异基因GO富集分类图


样品间GO通路汇总比较


示例信号通路


GWAS的Manhattan图



康测技术优势

  • 微量起始DNA建库技术,可实现单细胞基因组重测序
  • 超短建库时间,整个文库构建可以在6h内完成
  • 严格质控数据,数据偏差小、均一性高,真实反应样本基因组信息
  • 个性化定制,根据不同的研究目的和研究方向制定个性化的分析解决方案

案例解析

神经母细胞瘤是一种是婴幼儿最常见的交感神经系统恶性肿瘤。约半数患者可通过简单治疗或肿瘤自行消退而康复,但一部分高风险的神经母细胞瘤则较为严重且预后不良,其发病的分子机制也仍未阐明。 在这篇文章中,作者对56名神经母细胞瘤患者(高风险39人,低风险17人)进行全基因组测序,发现在染色体5p15.33(TERT端粒酶逆转录基因的临近区域)发生周期性的基因重排,这种基因重排只发生于高风险神经母细胞瘤中,发生率为31%,且与MYCN基因扩增和ATRX基因突变这两种在该肿瘤中已知的基因变异的发生相互排斥。进一步研究发现,TERT附近的基因重排引起TERT的转录水平明显上调、端粒酶活性增加。其分子机制是:发生于5p15.33的基因重排导致TERT基因的编码序列与增强子元件并列,引发染色体重构和DNA甲基化大量发生,使得TERT的沉默状态被终止、端粒酶被激活。 大部分的高风险神经母细胞瘤都是TERT基因重排、MYCN基因扩增或ATRX基因突变导致的,这三种基因变异都会导致端粒酶活性上调或直接导致端粒长度增加,而低风险的神经母细胞瘤中则无此变化,因此高风险神经母细胞瘤有望通过端粒酶抑制剂进行治疗。

通过对56名神经母细胞瘤患者的全基因组测序,发现在多个样本中,有4个位置出现基因断点,其中3个与MYCN基因扩增、ATRX基因突变、染色体17q拷贝数增加有关,已知这3个基因变异与该肿瘤相关。另一个基因断点位于染色体5p15.33,在12个样本中都出现了该断点(a)。染色体5p15.33断点引起多种基因结构改变,基因异位分布于5号染色体和3号、7号等多条染色体,还发现5p15.33的基因重排都集中于TERT的转录起始位点上游50kb处(b)。

mRNA测序发现,TERT基因重排(黄色)、MYCN基因扩增(红色)、ATRX基因突变(蓝色)、其他高风险肿瘤(灰色)的样本中,TERT的表达量明显高于低风险肿瘤(a)。在TERT基因重排(黄色)、MYCN基因扩增(红色)的样本中,TERT表达量增加,端粒酶活性也上调(b)。

参考文献:

Peifer M, Hertwig F, Roels F, et al. Telomerase activation by genomic rearrangements in high-risk neuroblastoma.[J]. Nature, 2015, 526(7575):700-4.