آنالیز داده‌های توالی‌یابی کل ژنوم و توالی‌یابی نسل جدید

توالی یابی نسل جدید(NGS)

تکنیک تعیین توالی ژنوم انسان، برای نخستین بار توسط دانشمندی به نام سانگر کشف شد.

توالی‌یابی سانگر که پیشرفت فوق‌العاده مهمی در علم پزشکی ژنتیک حاصل نمود، زمان و هزینه زیادی را دربر می‌گرفت. با تلاش محققین جهانی و کشف توالی‌یابی نسل جدید(NGS)، که در برگیرنده توالی‌یابی کل ژنوم (Whole-Genome Sequencing) و توالی‌یابی کل اگزوم (Whole-Exome Sequencing) می‎‌باشد، شرایطی فراهم آمد تا رشته‌های طولانی DNA با سرعت بیشتر و هزینه کمتری توالی‌یابی شوند.

آن نواحی از DNA که رمز کننده‌ی پروتئین‌ها هستند اگزون نامیده می‌شوند. به دلیل ایجاد حداکثری جهش در اگزون‌ها از روش توالی‌یابی کل اگزوم(WES)، برای شناسایی و تشخیص تغییرات ژنتیکی در تمامی نواحی کدکننده‌ی پروتئین‌ها استفاده می‌شود. اما از آنجا که WES قادر به توالی‌یابی جهش‌ ژن‌های اطراف اگزون‌ها نیست، توسعه و استفاده از تکنیک توالی‌یابی کل ژنوم(WGS) باعث رفع این مشکلات شد.

توالی یابی کل ژنوم

توالی‌یابی کل ژنوم، از دهه هفتاد در علم پزشکی آغاز شد. WGS فرآیندی است که در یک زمان واحد برای تعیین و شناسایی توالی ژنوم و بازه‌های آن در بدن یک موجود زنده استفاده می‌شود. این تکنیک اطلاعات بسیار مفیدی را در رابطه با ساختار نوکلئوتیدها و جهش آنها در اختیار متخصصین قرار می‌دهد.

WGS، تمام نوکلئوتیدهای DNA افراد را تعیین کرده و مشکلات هر ناحیه را به آسانی شناسایی و نمایش می‌دهد. حدود 5 درصد از سه میلیارد جفت باز از DNA موجود در بدن انسان به پروتئین‌های مختلف تبدیل می‌شوند. جهش در هر یک از این پروتئین‌ها، باعث ایجاد اختلال و بیماری‌های گوناگون در بدن انسان می‌شود. حال برای اطلاعات بیشتر در این حوزه نیز میتوانید مقاله‌ی سایت illumina را با کلیک کردن بر روی این لینک مطالعه کنید.

روش توالی‌یابی ژنوم

در روش توالی‌یابی ژنوم اولین مرحله، انتخاب سلول مورد نظر و نمونه است. مو، سلول‌های مغز استخوان، بزاق و سلول‌های اپیتلیال از جمله نمونه‌هایی هستند که در این تکنیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ابتدا از روی نمونه ژنوم با استفاده از PCR، تکثیر انجام می‌شود. بعد از انجام یک واکنش تفکیکی با استفاده از NTP ، ژل را در چهار بازه DNA ران می‌کنند و سپس از قسمت پایین زنجیره، توالی‌ها را می‌خوانند. گام دوم، نشاندار کردن فرآورده‌های حاصل از واکنش تفکیکی، توسط روش‌های فلوئورسانس و رادیو اکتیو است. سپس آنالیز محصولات تحت تابش لیزر انجام می‌گیرد.

مزایای توالی‌یابی

استفاده از تکنیک توالی‌یابی کل ژنوم در علم ژنتیک طیف گسترده‌ای را شامل می‌شود از جمله:

• تعیین نرخ جهش
• مطالعات ژنومی و کاربردهای تشخیصی
• شناسایی انواع جهش‌های بیماری زا
• مشخص نمودن موقعیت ژنتیکی فرد بیمار و ناقل
• تعیین چگونگی حالات جنین قبل و بعد از تولد
• شناسایی اثر انگشت

از مزایای تکنیک توالی‌یابی نسل جدید می‌توان به دقت فوق العاده بالا، بررسی و تحلیل تمام قسمت‌های ژنوم و استفاده برای تعداد زیادی از بیماری‌ها، اشاره کرد.