Ανάπτυξη βιοπληροφορικής ροής εργασιών γονοτύπησης και κλινικής επισημείωσης παραλλαγών από δεδομένα αλληλούχισης Sanger και νέας γενιάς (NGS)

datacite.contributor.RelatedPersonΤαραβήρας, Σταύρος
datacite.contributor.RelatedPersonΜούλος, Παναγιώτης
datacite.contributor.SupervisorΛυγερού, Ζωή
dc.contributor.authorΒέλτσου, Ειρήνη
dc.contributor.otherVeltsou, Eirini
dc.date.accessioned2024-07-08T05:45:55Z
dc.date.available2024-07-08T05:45:55Z
dc.date.issued2024-07-08
dc.degreemasterThesis
dc.description.abstractΟι 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.
dc.description.translatedabstractSequencing of the human genome has been carried out for several decades to understand and study genetic diseases. A wide genetic diversity is found in the population due to both variations in gametic cells and to variations that occur during the lifetime of an individual. Genetic diversity contributes to adaptation and evolution; however, these changes can have serious consequences. Sequencing each individual's genetic material through precision medicine can lead to targeted treatment and better genetic counseling. Genetic diseases can be caused by variations ranging from a whole chromosome (structural, numerical) to a single nucleotide change (point mutations, small insertions/deletions). The effects of variants depend on their nature and location and can modify the structure or even the amount of the produced protein resulting in loss of function or creation of a new one. Genetic screening of variants is performed by sequencing, through which point variants up to copy number variations are detected. The sequencing methods predominantly used are Sanger sequencing and Next Generation Sequencing (NGS). The former is used to study a specific gene or part of a gene, while NGS allows the massively parallel sequencing of multiple genetic loci and is used for panel sequencing, Whole Exome Sequencing (WES) and Whole Genome Sequencing (WGS). For genetic counselling and treatment selection it is important that each variant is identified for its clinical significance. Nowadays, several systems of classification of variants have been established consisting of 5 classes and variants are classified as pathogenic, possibly pathogenic, of uncertain significance, likely benign and benign. For the characterization of variants, a necessary step is to identify and clinically label them as well as further study them according to their impact and frequency. In the present work, a workflow development is performed for Sanger sequencing of the beta-globulin gene in patients suffering from beta-thalassemia, a genetic disease frequently found in the Mediterranean population, mainly due to point variants in the beta-globulin gene and sometimes due to small deletions or insertions. In addition, we investigate genetic modifier loci of the beta-globin gene using Whole Exome Sequencing data to identify any variants that may contribute to this phenotype. Concurrently, two bioinformatic projects are being performed: one that focuses on a set of 28 genes involved in the mechanism of homologous recombination and another that involves the labeling and classification of variants of uncertain clinical significance.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10889/27448
dc.language.isoel
dc.subjectΑλληλούχιση νέας γενιάς
dc.subjectΑλληλούχιση κατά Sanger
dc.subjectΚλινική επισημείωση
dc.subjectΚατηγοριοποιήση
dc.subject.alternativeNext Generation Sequencing (NGS)
dc.subject.alternativeSanger
dc.subject.alternativeClinical annotation
dc.subject.alternativeClassification
dc.titleΑνάπτυξη βιοπληροφορικής ροής εργασιών γονοτύπησης και κλινικής επισημείωσης παραλλαγών από δεδομένα αλληλούχισης Sanger και νέας γενιάς (NGS)
dc.title.alternativeDevelopment of a bioinformatics workflow for genotyping and clinical variant annotation from Sanger and next-generation sequencing (NGS) data

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Msc_Veltsou_Eirini_final.pdf
Size:
2.48 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
5.02 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: