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外显子组测序

产品描述
案例解读

  全外显子组测序(Whole Exome Sequencing,WES)是指利用序列捕获技术将外显子区域DNA进行捕获并富集后进行高通量测序,能够直接发现与蛋白质功能变异相关的遗传变异,虽然外显子区域不到全基因组的2%,但是却集中了大部分疾病的致病突变位点。目前,外显子组测序技术已经应用到寻找与各种复杂疾病相关的致病基因和易感基因的研究中。

      

        技术路线

1

 

       技术参数

 

样本要求

测序策略

交付周期

样品类型:基因组DNA 
样品总量:≥20 ng/μl(Qubit定量) 
样品总量:≥3.0μg(3次建库总量,不包括样品检测损耗,Qubit定量) 
样品纯度:OD260/280为1.7~2.2 
电泳要求:主带清晰,无降解或轻度降解,无严重RNA、蛋白质污染。(距送样日最近的电泳结果) 

测序模式:Illumina/MGI/PE150;
测序深度:生殖细胞突变≥100X(10G);
体细胞突变≥150X(15G)

45天

 

       产品优势 

  a.高特异性:采用主流试剂盒,捕获效率稳定,外显子区域覆盖全面,捕获特异性高;

  b.高性价比:外显子区域功能注释全面,能经济有效发现疾病或性状相关区域,节省科研成本;

  c.信息有效率高:相比于全基因组测序具有更深覆盖度和数据精度,干扰信息少,易于分析。

  案例一  外显子测序解析卵巢早衰的遗传因素

 

  研究背景:

  卵巢早衰通常是指女性40岁之前闭经,1%的妇女患有此病。该病病因复杂,如感染、外科手术、自身免疫疾病、环境因素和遗传因素等均可导致卵巢早衰。目前至少10~15%的患病个体,被认为受到遗传因素的影响。

 

  研究内容:

  通过对中东家系(MO1DA)中的1个卵巢早衰患者和1个未患病同胞姐妹(其父母为近亲结婚)进行测序深度为50×的全外显子捕获测序,其中一个患有卵巢早衰(IV-1),另外一个不患此病(IV-3),测序结果发现患者IV-1的7号染色体上有一个大片段的纯合区域,并发现位于7q21.3~22.2内的6个基因发生突变,根据基因的已知功能或表达结构域排除了其中5个基因,最后锁定一个基因——STAG3 发生了移码突变(c.968delC)。通过Sanger测序确认突变与表型(卵巢早衰)共分离,患卵巢早衰的四姐妹均发生了STAG3 纯合突变,而未患病的其他成员没有该突变。利用STAG3突变小鼠,验证了STAG3突变是卵巢早衰的原因。

 

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图1. A.MO1DA家系图谱;B.STAG3基因结构(红色箭头代表突变位点)

 

  研究结果:

  该研究利用外显子测序技术首次在中东家系(MO1DA)的卵巢早衰病人中发现减数分裂基因中的STAG3 基因突变可以导致隐性遗传卵巢早衰,也在小鼠动物模型和卵巢早衰病患中得到证实。

 

  案例二  全外显子组测序助力心脏病新功能基因的发掘

 

  研究背景:

  瓣膜性心脏病可影响心脏瓣膜中的任何一个,并常与综合征紊乱有关。已有研究表明心脏瓣膜病(HVD)有复杂的遗传结构。尽管不同类型的HVD如二尖瓣脱垂、二尖瓣主动脉瓣(BAV)发生率较高,但只有少数病例在非综合征背景下存在潜在的单基因病因。

 

  研究内容:

  确定了两个血亲家庭,每个家庭中都有两个受影响的家庭成员,他们很早就出现了渐进性心脏瓣膜疾病。全外显子组测序显示,在所有四个受影响的个体中都存在ADAMTS19 基因同源的、截断的无义等位基因。利用lacZ报告基因和单细胞RNA-seq进行表达分析,表明Adamts19 是瓣膜间质细胞的一个新的marker。在瓣膜间质细胞基因调控网络的推论中,Adamts19 被定位在一个高度辨识性的网络,这个网络由Wnt信号通路下游的转录因子lymphoid enhancer-binding factor 1驱动。

 

  研究结果:

  利用全外显子组捕获测序分析了两个带有无综合症的早期发病HVD隐性遗传模式的不相关的血缘家庭,在4个受影响的个体的ADAMTS19 基因中发现了纯合的罕见功能缺失(LOF)等位基因。对两个家系的ADAMTS19 位点进行隐性连锁分析,由于受影响的个体数量有限,没有达到显著差异。尽管没有显著连锁,ADAMTS19 代表所有受影响个体表现为纯合、罕见的功能缺失等位基因的唯一基因,使其成为观察到的HVD的候选基因。与其他ADAMTS关联疾病相比,没有综合症是识别受HVD影响的病人的特征,表明ADAMTS19 的功能缺失导致了人类孤立的、无综合征的、渐进性的HVD。

 

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        参考文献:

  1. Caburet S, Arboleda V A, Llano E, et al. Mutant cohesin in premature ovarian failure[J]. New England Journal of Medicine, 2014, 370(10): 943-949.

  2.F Wünnemann, Ta-Shma A , Preuss C , et al. Loss of ADAMTS19 causes progressive non-syndromic heart valve disease[J]. Nature Genetics, 2020, 52(1).

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