Ανάπτυξη βιοπληροφορικής ροής εργασιών γονοτύπησης και κλινικής επισημείωσης παραλλαγών από δεδομένα αλληλούχισης Sanger και νέας γενιάς (NGS)
Loading...
Date
2024-07-08
Authors
Βέλτσου, Ειρήνη
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Οι προσπάθειες για την αλληλούχιση του ανθρώπινου γονιδιώματος έχουν ξεκινήσει εδώ και αρκετές δεκαετίες με σκοπό την κατανόηση και την μελέτη γενετικών ασθενειών. Στον πληθυσμό απαντάται μεγάλη γενετική ποικιλότητα που οφείλεται τόσο σε παραλλαγές στα γαμετικά κύτταρα όσο και σε παραλλαγές που τυγχάνουν κατά την διάρκεια της ζωής του ανθρώπου. Η γενετική ποικιλομορφία συνεισφέρει στην προσαρμογή και την εξέλιξη του οργανισμού, ωστόσο οι αλλαγές αυτές μπορούν να έχουν σοβαρές επιπτώσεις. Η ανάγνωση της αλληλουχίας του γενετικού υλικού κάθε ατόμου, μέσω της ιατρικής ακριβείας μπορεί να οδηγήσει σε μια στοχευμένη θεραπεία και μια καλύτερη γενετική συμβουλευτική.
Οι γενετικές ασθένειες μπορεί να οφείλονται σε παραλλαγές που κυμαίνονται από ένα ολόκληρο χρωμόσωμα (δομικές, αριθμητικές) έως την αλλαγή ενός νουκλεοτιδίου (σημειακές παραλλαγές, μικρές ενθέσεις/διαγραφές). Οι επιπτώσεις των παραλλαγών εξαρτώνται από την φύση τους και την έδρα τους και μπορούν να τροποποιήσουν την δομή ή και την ποσότητα της πρωτεΐνης με αποτέλεσμα την απώλεια λειτουργίας ή την δημιουργία μιας νέας. Ο γενετικός έλεγχος παραλλαγών γίνεται με την μέθοδο της αλληλούχισης μέσω της οποίας ανιχνεύονται σημειακές παραλλαγές έως και διακυμάνσεις αριθμού αντιγράφων. Οι μέθοδοι αλληλούχισης που χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο είναι η αλληλούχιση κατά Sanger και η αλληλούχιση νέας γενιάς (NGS). Η πρώτη εφαρμόζεται με στόχο την μελέτη ενός συγκεκριμένου γονιδίου ή μέρος αυτού ενώ, η αλληλούχιση νέας γενιάς επιτρέπει την μαζική παράλληλη αλληλούχιση πολλαπλών γενετικών τόπων και χρησιμοποιείται για ανάγνωση συγκεκριμένου συνόλου γονιδίων (panel), αλληλούχιση εξωνικών περιοχών (WES) και ολόκληρου του γονιδιώματος (WGS).
Για την γενετική συμβουλευτική και επιλογή θεραπείας είναι σημαντικό η κάθε παραλλαγή να προσδιορίζεται ως προς την κλινική σημασία της. Πλέον, έχουν καθιερωθεί διάφορα συστήματα ταξινόμησης των παραλλαγών που αποτελούνται από 5 κλάσεις και οι παραλλαγές κατατάσσονται σε παθογόνες, πιθανά παθογόνες, αβέβαιης σημασίας, πιθανά αβλαβείς και αβλαβείς. Για τον χαρακτηρισμό των παραλλαγών είναι απαραίτητο βήμα ο εντοπισμός και η κλινική επισημείωση αλλά και η περαιτέρω μελέτη ως προς το αντίκτυπο και την συχνότητα της.
Στην παρούσα εργασία, πραγματοποιείται ανάπτυξη ροής εργασιών για αλληλούχιση κατά Sanger στο γονίδιο της β-σφαιρίνης σε ασθενείς που πάσχουν από β-θαλασσαιμία, μια γενετική ασθένεια που συναντάται συχνά στον μεσογειακό πληθυσμό και οφείλεται κατά κύριο λόγο σε σημειακές παραλλαγές στο γονίδιο της β-σφαιρίνης και ενίοτε σε μικρές διαγραφές ή ενθέσεις. Επιπλέον, πραγματοποιείται ανάλυση από δεδομένα αλληλούχισης εξωνίων για έλεγχο παραλλαγών σε τροποποιητικούς γενετικούς παράγοντες του γονιδίου της β-σφαιρίνης. Παράλληλα, πραγματοποιείται βιοπληροφορική ανάλυση για ένα σύνολο 28 γονιδίων που εμπλέκονται στον μηχανισμό ομόλογου ανασυνδυασμού. Τέλος, επιτυγχάνεται κλινική επισημείωση και ταξινόμηση παραλλαγών σε γονίδια που συμμετέχουν στο μονοπάτι αυτό.
Description
Keywords
Αλληλούχιση νέας γενιάς, Αλληλούχιση κατά Sanger, Κλινική επισημείωση, Κατηγοριοποιήση