由於孕婦年齡、體質或其他外在干擾因素導致懷胎的新生兒染色體平衡對調(balanced translocation),常導致新生兒身體主要結構缺損畸形,一般在懷孕1820週時,在超音波檢查下是可以發現胎兒結構上明顯的異常,然而,若要進一步了解哪些染色體發生了平衡對調,以常見的核型分析karyotypingarray-based CGH皆難以判斷。

Michael E. Talkowski研究團隊發表可以在14天內以次世代定序技術判斷胎兒哪些染色體發生了平衡對調,並且可以分析這種平衡對調導致的基因異常(詳細流程見下圖)。研究內容以一位37歲有多次流產病史的孕婦為例,其18.8週開始超音波檢查陸陸續續發現胎兒有一些明顯的畸形異常,而karyotypingarray-based CGH皆顯示無明顯的臨床致病性的變異。Michael E. Talkowski研究團隊將孕婦羊水的胎兒DNA抽出後,經由DNA打斷成平均2kb的長度,擷取此DNA片段兩端的黏合物(類似本部落格之前有提到的mate-pair原理),以Illumina Hiseq2000執行Pair-End 25 cycles的定序。

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將資料Align到reference genome,理論上Pair End定序Read 1及Read 2序列應相互間隔約2kb,經由去除掉品質較差或coverage比例較低的reads後,找到許多同一條序列但read 1及read 2序列是align到不同的染色體上,而非預期的align在同一個染色體間隔約2kb的位置上,定序結果及分析流程如下表所示。

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分析的結果發現6q13與 8q12.2發生balanced translocation的狀況,並且影響的基因分別為CHD7及LMBRD1,如下圖所示,後續經由PCR方式確認這個分析結果是正確的,此發現協助醫師更進一步確定此胎兒屬於CHARGE syndrome。

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此案例的karyotyping圖確實無發現此種balanced translocation發生的位置,如下圖所示,Michael E. Talkowski研究團隊表示,雖然此方法要應用在臨床上仍須更多的案例研究,但以NGS快速提供醫師balanced translocation發生的位置及影響的基因等資訊,確實對於後續的醫療策略是有相當大的幫助的。

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參考資料:

Talkowski ME, Ordulu Z, Pillalamarri V, Benson CB, Blumenthal I, Connolly S,  Hanscom C, Hussain N, Pereira S, Picker J, Rosenfeld JA, Shaffer LG, Wilkins-Haug LE, Gusella JF, Morton CC. Clinical diagnosis by whole-genome sequencing of a prenatal sample. N Engl J Med. 2012 Dec 6;367(23):2226-32. doi: 10.1056/NEJMoa1208594.

 

 

 

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  • 訪客
  • 請問NGS可以驗出染色體inversion嗎?
  • 你好,次世代定序技術也可以應用於尋找基因體結構的變異,包含insertions, deletions, inversions, inter- and intra-chromosomal translocations等。
    相關分析方法可以參考2009年發表於國際期刊Nature Method的文獻"BreakDancer: an algorithm for high-resolution mapping of genomic structural variation"。

    YourGene 於 2013/08/13 13:50 回覆

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