科學家透過HiFi測序解決基因組學最大挑戰之一，區分高度相似的旁系基因
2025年3月17日，加州門洛帕克——PacBio（NASDAQ: PACB），一家領先的高品質、高準確度測序平台提供商，今天在《自然通訊》上發表了一項新研究，揭示了一種強大的新方法，用於分析人類基因組中一些最複雜的區域。這項研究由PacBio、GeneDx及全球基因組專家的聯盟共同主導，利用了一種名為Paraphase的資訊工具，當與HiFi長讀取測序結合使用時，可以在316個之前無法訪問的片段重複區域中進行高精度的變異檢測和拷貝數分析，包括9個具有挑戰性的醫學相關基因。
片段重複的挑戰
片段重複（SDs）是基因組中高度相似的重複區域，這些區域對基因分析造成了持續的挑戰。這些區域包含數百個對人類健康至關重要的基因，包括與脊髓性肌萎縮症（SMN1/SMN2）、先天性腎上腺增生（CYP21A2）和紅綠色盲（OPN1LW/OPN1MW）相關的基因，但由於其高度的序列相似性，使用短讀取測序進行準確的映射和變異檢測幾乎是不可能的。Paraphase與HiFi測序的結合克服了這些挑戰，通過在旁系基因家族中進行單倍型分型，提供了更全面和準確的遺傳變異視圖。這是由於HiFi測序的讀取長度和準確性。
研究揭示了之前無法訪問的基因組區域
研究人員將Paraphase應用於160個長度超過10 kb的片段重複區域，涵蓋316個基因，揭示了五個祖先人群中遺傳變異的新見解。
主要發現包括：
– 在父母-子女三人組中新識別的去新變異：對36個三人組的分析發現了7個之前未檢測到的去新單核苷酸變異（SNVs）和4個去新基因轉換事件，其中兩個是非等位基因——這種細節在傳統測序方法中是無法獲得的。
– 各人群之間的拷貝數變異性：研究分析了旁系基因組在各人群中的拷貝數分佈，顯示許多基因家族在片段重複中具有高拷貝數變異性。這也提供了一種新的方法來識別參考基因組中的假重複。
– 基因轉換驅動基因和旁系基因之間的序列相似性：研究團隊識別了23個旁系基因組，這些基因和旁系基因之間的遺傳多樣性驚人地低，表明頻繁的基因轉換和/或不均等交叉可能在保留高度相似的基因拷貝方面發揮了作用。
未來的研究潛力
PacBio的生物信息學副總裁兼該研究的資深作者Michael A. Eberle博士表示：“數十年來，測序技術一直難以提供有關旁系基因的可靠數據——這些基因是醫學上最相關但最難分析的基因組區域之一。通過Paraphase和HiFi測序，我們現在有了一種可擴展的方法，能夠準確地對SD編碼基因進行基因分型，填補基因組研究中的長期空白，並改善我們識別與疾病相關變異的能力。”
該研究還強調了Paraphase如何解開醫學上重要的基因家族，這些基因家族長期以來需要專門的多步驟檢測方法，如MLPA和Sanger測序。例如，在CYP21A2/CYP21A1P區域——該區域的突變會導致先天性腎上腺增生——研究人員對一種之前被忽視的重複等位基因進行了表徵，該等位基因同時攜帶一個功能性CYP21A2拷貝和一個CYP21A2(Q319X)假基因拷貝，這可能在標準檢測中導致誤分類。
結語
這項研究展示了使用HiFi測序時，我們能夠看到更豐富和更複雜的遺傳變異圖景。Paraphase使得對之前幾乎無法訪問的遺傳區域進行精確解析成為可能，為疾病研究、人口遺傳學，甚至潛在的臨床檢測提供了新的機會。
長讀取基因組測序提供了檢測變異的能力，這些變異在其他檢測方法中難以識別，特別是在序列高度相似的區域。GeneDx的首席醫療官Paul Kruszka醫生表示：“這項工作可能增強變異檢測，解決複雜的基因組區域，並為患者和家庭提供更多答案，因此我們對數據的前景感到鼓舞。”
這項研究的完整內容《使用HiFi測序對高度相似的旁系基因進行全基因組分析》現已在《自然通訊》上發表。
評論
這項研究的發現不僅為基因組學的研究提供了新的工具，也顯示了基因測序技術的快速進步如何能夠解決過去難以克服的挑戰。這不僅對基因研究人員意義重大，還可能對臨床診斷和治療產生深遠影響。隨著基因組學的發展，我們期待未來能夠更好地理解人類健康和疾病的基因基礎，並開發出更有效的治療方案。
以上文章由特價GPT API KEY所翻譯及撰寫。而圖片則由FLUX根據內容自動生成。
✨🎱 Instagram留言 →
AI即回覆下期六合彩預測
🧠 AI 根據統計數據即時生成分析
💬 只要留言，AI就會即刻覆你心水組合
🎁 完！全！免！費！快啲嚟玩！
下期頭獎號碼
📲 去 Instagram 即刻留言
