Oxford Nanopore最新高分文章精選：人類遺傳學

來源: | 作者:/ | 發布時間: 2024-10-30 | 1073 次瀏覽 | ?? 點擊朗讀正文 ?? ? | 分享到:

在本系列月刊中，我們將您分享一些利用納米孔測序技術獲得新洞察的最新出版物。從人類遺傳學和臨床研究到傳染病、農業基因組學和自然保護，這些研究展示了納米孔測序對科學研究帶來的進步。請繼續閱讀，了解最新動態。

人類遺傳學

《JCI Insight》靶向長讀長測序富集值得研究的與疾病相關的基因組區域，提供完整的孟德爾遺傳病診斷

DOI：https://doi.org/10.1172/jci.insight.183902

鑒定孟德爾遺傳病的致病變異是一項挑戰。在此，作者介紹了對孟德爾遺傳病基因的靶向長讀長測序（TaLon-SeqMD），該測序采用低成本、實時適應性納米孔測序技術，并集成了甲基化分析功能，還展示了其驗證先前臨床檢測的能力。

要點

這項研究的參與者是18名曾接受過373個遺傳性視網膜疾?。↖RD）基因靶向遺傳檢測的個體。
TaLon-SeqMD確認了所有參與者之前的分子診斷結果，并在之前臨床檢測未得出結論的兩個IRD病例中識別出了非編碼和結構變異。
大大縮短了周轉時間--TaLon-SeqMD在12小時內就識別并對兩個疾病變異進行了定相，而標準臨床外顯子組測序需要7周才能得出結果（不包括定相數據）。
可用于資源有限的環境--由于TaLon-SeqMD的靶向性，只需要一張MinION測序芯片和極少的計算資源。
一次測序運行就能提供定相的遺傳和表觀遺傳信息，這有可能在未來提高孟德爾遺傳病的診斷率。

《Nature》多通道、單分子納米孔讀取長蛋白質鏈

DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07935-7

蛋白質在我們的生物過程中發揮著至關重要的作用。由于轉錄、翻譯和翻譯后修飾的不同，我們擁有的蛋白質比基因多得多。然而，我們對蛋白質組多樣性的了解并不全面，因為其他技術無法對單個蛋白質分子的以原始、全長形式進行測序。而這些信息將有助于我們更全面地了解健康和疾病狀態，并幫助開發治療方法。在此，作者介紹了一種使用納米孔測序技術對原始多肽進行測序的精簡兩步法。

要點

第一步，通過電泳力將蛋白質底物穿入納米孔（順式到反式）。然后，在順式溶液中加入ClpX，將底物蛋白質穩定地拉回孔外（反式到順式）。
通過納米孔測序技術，可以對全長、折疊的蛋白質結構域進行完整的端到端分析。
作者能夠多次重新讀取個體蛋白質分子。
納米孔技術實現了對單氨基酸替換和翻譯后修飾的測序。
“這些結果證明了這一平臺的概念，該平臺具有以單分子解析度識別和表征全長蛋白質存在形式的潛力?！?/span>

《medRxiv》靶向長讀長測序作為一種單一測定方法可改善痙攣性共濟失調的診斷

DOI：https://doi.org/10.1101/2024.09.04.24312938

痙攣性共濟失調的遺傳檢測非常復雜，由于潛在遺傳變異的多樣性，通常需要多種測定方法。由于其他測定方法（如短讀長測序、重復引物PCR和Southern blot）的局限性，目前有71%的遺傳性小腦共濟失調患者和45-50% 具有遺傳性痙攣性截癱表型的患者沒有得到遺傳診斷。在這里，作者用單一的基于納米孔的測定方法表征了469個疾病相關基因中的遺傳變異。

要點

研究樣本來自34名未確診個體和5名陽性對照者的外周血。
在14/34例（41%）未確診的參與者中，納米孔測序識別了潛在的致病變異。
作者發現，FGF14的短串聯重復序列擴增是最常見的原因，7/34（21%）的參與者中存在這種情況。
單一綜合測定方法的出現有可能簡化未來的診斷流程，從而更早地獲得治療，并有可能改善患者的治療成果。

《bioRxiv》基于長讀長全基因組測序同時進行單細胞單倍型和非整倍體分析

DOI：https://doi.org/10.1101/2024.09.24.614469

使用基因分型陣列或短讀長測序的單細胞全基因組單倍型分析方法需要父母和一級親屬（他們可能不愿意或無法提供）的DNA來進行遺傳定相。納米孔測序可能是未來胚胎植入前遺傳檢測（PGT）的一種方法，因為它可以直接對父母和胚胎進行單倍型定相，包括父母的新生突變，而不需要親屬。作者在本文中介紹了一項概念驗證研究，該研究利用單細胞納米孔數據進行單核苷酸變異（SNV）和插入缺失（indel）識別，并利用阿什肯納茲猶太血統的瓶中基因組三人組進行單倍型分析。

要點

在單細胞和多細胞樣本中，分別有92%和98%的雜合SNV以及74%和78%的雜合插入缺失被準確地單倍型分型。
之前的一項研究使用另一種長讀長測序技術，將同一個孩子的常染色體定相為19,215個區塊，SNV和插入缺失的轉換錯誤率為0.37%。在本項研究中，作者使用~24x納米孔測序讀長獲得了1,964個定相區塊，轉換錯誤率更低，為0.22%。
該方法隨后在來自兩對不同夫婦的五個胚胎上進行了測試，結果與基于SNP陣列的PGT達到了100%的一致性。獲得了21-31x的父母和胚胎覆蓋度，覆蓋了93-95%的人類基因組。
在分析單細胞時，納米孔測序所需的家族成員更少，并能提供更全面的基因組分析（直接變異檢測、單倍型分析和非整倍體評估）。
同時進行單倍型和非整倍體分析為目前的PGT方法提供了一種潛在的替代方法，未來可在動物和植物育種中進行基于細胞的產前診斷。
納米孔測序技術還有望在未來通過分析母體血液中的單個胚胎細胞進行非侵入性產前診斷。

Oxford Nanopore Technologies的產品并非用于健康評估或診斷、治療、減輕、治愈或預防任何疾病或病癥。

參考文獻

1.Nakamichi, K. et al. Targeted long-read sequencing enriches disease-relevant genomic regions of interest to provide complete Mendelian disease diagnostics. JCI Insight (2024). DOI: https://doi.org/10.1172/jci.insight.183902

2.Motone, K. et al. Multi-pass, single-molecule nanopore reading of long protein strands. Nature 633, 662–669 (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07935-7

3.Rudaks, L. I. et al. Targeted long-read sequencing as a single assay improves diagnosis of spastic-ataxia disorders. medRxiv (2024). DOI: https://doi.org/10.1101/2024.09.04.24312938

4.Zhao, Y. et al. Long-read whole-genome sequencing-based concurrent haplotyping and aneuploidy profiling of single cells. bioRxiv (2024). DOI: https://doi.org/10.1101/2024.09.24.614469

5.Gulsuner, S. et al. Long-read DNA and cDNA sequencing identify cancer-predisposing deep intronic variation in tumor-suppressor genes. Genome Research (2024). DOI: https://doi.org/10.1101/gr.279158.124

6.Deacon, S. et al. ROBIN: A unified nanopore-based sequencing assay integrating real-time, intraoperative methylome classification and next-day comprehensive molecular brain tumour profiling for ultra-rapid tumour diagnostics. medRxiv (2024). DOI: https://doi.org/10.1101/2024.09.10.24313398

7.McDaniel, J. H. et al. Development and extensive sequencing of a broadly-consented Genome in a Bottle matched tumor-normal pair for somatic benchmarks. bioRxiv (2024). DOI: https://doi.org/10.1101/2024.09.18.613544

8.Carlisle, D. et al. Implementing portable, real-time 16S rRNA sequencing in the healthcare sector enhances antimicrobial stewardship. medRxiv (2024). DOI: https://doi.org/10.1101/2024.09.23.24314079

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