《纳米孔测序在人类遗传学和罕见病研究中的应用》

  • 来源专题:食物与营养
  • 编译者: 李晓妍
  • 发布时间:2020-11-30
  • 2020年11月19日,通过直播平台授课。高通量测序技术已经彻底改变了人类遗传学领域,使研究人员能够更容易地研究和理解生物过程及其影响。利用这些技术,研究人员可以分析整个基因组或感兴趣的特定目标区域,通过对RNA转录本和异构体的表征和量化获得进一步的功能性分析。这些能力一起为人类遗传多样性及其对健康和疾病的影响提供了前所未有的深入洞察。

    Oxford Nanopore Technologies 长期致力于开发简洁易用的高通量测序技术。在人类遗传学研究和遗传病诊断方面,纳米孔测序技术生成的长读长序列使得分析人类基因组的结构变异(SV)更加的直观和简洁,如平衡易位和复杂的变异组合。纳米孔测序平台独特的测序原理,使测序过程不受酶反应效率的影响,尤其擅长检测困难区域,如重复序列,高GC含量的区域,以及假基因等。这意味着纳米孔测序可以解决出生缺陷防控和生殖遗传领域的一些关键问题,有广阔的应用前景。

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  • 《人类遗传学发展增进对疾病的认识》

    • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2020-07-06
    • 人类遗传学的主要目标是确定影响生物医学特征的DNA序列变异,特别是那些与人类疾病的发作和发展有关的变异。 在过去的25年中,随着技术,基础基因组资源和分析工具的进步以及对大量基因型和表型数据的访问,实现这一目标的进展已发生了转变。遗传发现大大提高了我们对引起许多罕见和常见疾病的机制的理解,并推动了新的预防和治疗策略的发展。医学创新将越来越集中于提供针对个体遗传易感性模式的护理。 2020年1月8日,英国牛津大学Mark I. McCarthy团队在Nature 在线发表题为“A brief history of human disease genetics”的综述文章,该综述总结了人类疾病遗传学历史上的里程碑,并提供了一个机会来反思人类遗传学领域的经验教训。同时,该综述回顾了该领域面临的一些挑战和机遇,以及在未来十年内将推动人类遗传学应用的原理,以增进人们对健康和疾病的了解并最大程度地提高临床效益。 对于几乎所有人类疾病,个体易感性在一定程度上受遗传变异的影响。因此,表征序列变异与疾病易感性之间的关系提供了一种强大的工具,可用于识别疾病发病机理的基本过程并突出预防和治疗的新策略。 在过去的25年中,技术和分析方法的进步,通常是建立在大型测序项目的基础上,可以鉴定出许多罕见疾病的致病基因和变异体,并能够系统剖析常见多因素性状的遗传基础。应用这些知识来推动临床护理创新的势头越来越大,最明显的是通过精准医学的发展。基因组医学以前只限于一些特定的临床适应症,现在有望成为主流。 该综述总结了人类疾病遗传学历史上的里程碑,并提供了一个机会来反思人类遗传学领域的经验教训。该综述首先着眼于针对具有重大影响的稀有变体的遗传发现工作与那些寻求影响易患常见疾病的等位基因的长期划分。 该综述将描述这种划分方式,以及在孟德尔和人类遗传学的生物统计学观点之间百年历史的争论中所产生的回响,该划分方式如何掩盖了在人群中观察到的疾病风险等位基因的连续频谱(在频率和效应大小范围内),并概述大型生物库中的全基因组分析如何通过对基因型与表型关系的全面了解,来改变遗传研究。 该综述描述了遗传变异的功能后果如何将过去十年来遗传发现的洪流转变为机制的见解,以及这种知识日益成为临床护理进步的基础。最后,该综述回顾了该领域面临的一些挑战和机遇,以及在未来十年内将推动人类遗传学应用的原理,以增进人们对健康和疾病的了解并最大程度地提高临床效益。
  • 《长读长测序成功揭示罕见病的遗传原因》

    • 来源专题:新药创制
    • 编译者:杜慧
    • 发布时间:2025-01-21
    • 根据《美国人类遗传学杂志》2025年发表的一项研究,Christian Gilissen、Lisenka Vissers及其同事发现了一种基于长读段(long reads)的新基因测序技术,该技术在检测复杂罕见病原因方面更加有效。传统的短读段(short reads)测序方法将DNA切割成约300个碱基长度的小片段进行分析,虽然这种方法已经帮助确定了许多罕见病的遗传原因,但它在重组非常长的重复DNA序列或处理被删除、插入或重排的DNA片段时存在局限性。 相比之下,长读段技术,例如PacBio HiFi测序,能够读取长达20,000个碱基的DNA片段,这不仅提高了准确性,还降低了成本。研究人员对100个使用短读段和多种补充测试难以识别遗传原因的样本进行了重新分析,仅使用长读段技术就立即确认了83%的原因,并且进一步检查后又发现了额外10%的原因。对于剩下的7%,可能需要更先进的技术改进来识别。因此,对于这些挑战性的病例,长读段技术现在可以捕捉到93%的原因,而这些原因用当前的短读段技术很难或无法检测到。 此外,长读段技术还有一个优势,它可以直接绘制甲基化图谱,这是一种通过化学变化来开启或关闭基因的过程,而短读段则需要额外的测试来完成这一过程。研究中包括了一个复杂的例子,展示了长读段技术如何立即识别出由于母亲提供的两个基因都是非活性而导致的罕见疾病。