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美格生物外显子测序

2017-08-07

　　　技术简介

外显子组测序（Exome sequencing）是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后进行NGS高通量测序的基因组分析方法。外显子组占全基因组大小的1%，但由DNA变异引起的疾病却有85%以上来自于外显子测序。相比于全基因组序列测序，外显子组测序更简便、经济、高效，其目标区域覆盖度也更高，便于变异检测。目前，外显子测序已经在米勒综合症、歌舞伎综合症、重型颅脑畸形等孟德尔疾病、其它一些癌症等复杂疾病上得到了成功的应用。

外显子测序的原理

外显子组测序的原理如下图所示，首先将基因组PCR扩增，然后通过探针或生物素诱导引物捕获，再利用第二代测序技术对捕获的区域进行测序。

数据分析流程

测序后获得原始数据（raw reads），经过QC检验及过滤后，定位到参考基因组，获得比对到基因组上的Unique mapped reads。对数据进行标准的信息分析，包括对SNP、InDel等进行注释和统计分析，也对数据进行质控检测，包括深度检测、覆盖度均一性等分析的检测。另外，我们也会根据项目的研究需求，为合作伙伴提供个性化的分析。

分析内容

1、数据产出的统计；

2、外显子区域测序深度及均一性分析；

3、一致性序列的获得；

4、 SNPs的检测及注释；

5、插入和缺失（Indels）的检测与注释；

6、氨基酸替代的预测分析；

7、群体SNP的获取和等位基因频率评估；

8、 Mendelian disorder analysis 孟德尔遗传疾病分析；

9、基于新一代测序技术的全基因组关联（NGS-GWAS）分析；

10、阳性信号的检测。

应用

外显子组测序在正常人、一些遗传性疾病中都有所运用，它能够发现一些低频突变基因，也能找到与疾病相关的突变基因，在基因诊断方面发挥着重要作用，下面是它应用的一个例子：

AML-M5是一种急性急性单核细胞白血病，其患者白细胞显著增多，研究其发病原理对该疾病的诊断有十分重要的作用。利用外显子组测序对112例患者进行体细胞测序，发现23例病例编码甲基化转移酶3A（DNMT3A）的基因发生了突变。DNMT3A的突变会导致酶活性降低及体外组蛋白H3异常的亲和力，进而引起体内DNA甲基化模式及基因表达模式的改变。另外，该研究还发现13.6%的病例Arg882基因也发生了改变。该研究通过外显子数据的分析找出了导致AML-M5疾病的发生可能是与DNA甲基化调节的基因发生了突变，这为疾病的治疗提供了一条新的途径。

取祥要求

1. 样品类型：无降解且无蛋白和RNA污染的DNA样品;

2. 样品需求量:≥4ug;

3. 样品浓度：>30ug/ul;

4. 样品纯度：OD260/280=1.8~2.0;

5. 样品保存期间切忌反复冻融，送样时请使用冰袋或干冰运输

项目周期

40个工作日。个性化分析时间需要根据项目实际情况进行评估。

主要应用领域：

1、基因突变

2、基因功能

3、至病机理

4、单基因病

5、复杂疾病

6、肿瘤研究

案例分享：Nat Genet: 丹麦人外显子测序

研究目的

通过对群体SNP分析，寻找影响人类健康的遗传因素。

材料方法

200个丹麦人外显子测序，平均测序深度为12，测序策略为PE91。

研究结果

文章表明影响健康的大多数遗传因素是低频基因变异造成的，而之前这些低频基因变异往往被研究人员忽视，新一代测序将有助于低频突变的有效检测。同义突变的SNP比例与无进化选择压力的中性突变的数据结果相邻；同时非同义突变占了相比更大的比例，说明了承受了巨大的进化压力，同时也可能是不利突变。

参考文献

Li Y, Vinckenbosch N, Tian G, et al.
Resequencing of 200 human exomes identifies an excess of low-frequency non-synonymous coding variants.
Nat Genet. 2010, 42(11): 969-972.

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