نسل جدید توالی یابی
نسل جدید توالی یابی
توالی یابی DNA جزء مهمترین تکنولوژی های قرن حاضر بوده و همچنان در حال پیشرفت است . در ابتدا با به کار گیری روش Sanger Sequencing قدم بر شناخت بهتر ژنوم انسان برداشته شد. اما با توسعه ی این فناوری ها ، نسل جدید توالی یابی ، تغییر و تحولی عظیم در دنیای ژنومیکس پدید آورد .
Next Generation Sequencing تکنولوژی نوینی است که در دهه های اخیر باعث پیشرفت های خیره کننده ای در علم ژنتیک و علوم پزشکی در جهت تشخیص بیماری های ژنتیکی، اپی ژنتیک، شناسایی تنوعات ساختاری و فارماکوژنومیکس شده است.
روش NGS شامل آماده سازی اولیه، قطعه قطعه کردن ژنوم مورد نظر، توالی یابی تصویر برداری، سر هم کردن قطعات توالی یابی شده و آنالیز داده ها می شود.این فناوری با به کارگیری پلترفرم هایی ، میلیون ها قطعه DNA را در موقعیت های جدا از هم ثابت کرده و به آنالیز می پردازد . بنابراین هزاران ژنوم به طور موازی توالی یابی خواهند شد. همچنین این تکنیک بسیار انعطاف‌پذیر بوده و می‌تواند برای تمام انواع و اندازه‌های مختلف ژنوم، از ویروس تا انسان به کار رود.
مزیت های روش نسل جدید توالی یابی
- بررسی دقیق توالی های هدف و کاندیدای بیماری زایی در بیماری های چند ژنی
- توالی یابی نمونه های سرطانی برای بررسی جهش های نادر سوماتیکی
- روش تشخیصی بیماری های ژنتیکی هتروژن، چندژنی و نادر با علل ناشناخته
- توالی یابی کامل ژنوم یک انسان در یک روز
- آماده سازی آسانتر، ارزانتر و سریعتر نمونه
- عدم نیاز به تولید کتابخانه‌های DNA در باکتری ها
زمینه های تحقیق نسل جدید توالی یابی
- توالی یابی کل ژنوم Whole Genome Sequencing: این روش توالی کامل DNA انسان شامل نواحی کدکننده وغیرکدکننده را مشخص می کند و حاوی DNA هسته و میتوکندری می باشد. نقطه قوت این روش توانایی تشخیص اختلالات کل ژنوم از جمله جایگزینی نوکلئوتیدی، حذف، اضافه، مضاعف شدگی، تغییر در تعداد تکرارهای یک ژن یا اگزون و واژگونی است.
- توالی یابی اگزوم Exome Sequencing: توالی یابی نواحی کدکننده ژنوم انسان اتفاق می افتد. این روش قادر به شناسایی جهش های نقطه ای و حذف و مضاعف شدگی های کوچک می باشد.
- روش توالی یابی هدفدار Targeted Gene Sequencing: توالی یابی ژن های محدودی که معمولا مربوط به بیماری خاصی باشند انجام می گیرد مانند پانل ناشنوایی
- Hotspot Sequencing: فقط نواحی از یک ژن که محل وقوع جهش های متعدد و مکرر است تعیین توالی می شود.
کاربرد توالی یابی نسل جدید
- تشخیص و درمان سرطان
تکنیک NGS به دلیل انبوه سازی مستقل و تعیین توالی میلیون ها قطعه DNA مختلف از هر نمونه ، قادر خواهد بود که تغییرات ژنتیکی مرتبط با سرطان را که در کسر کوچکی از سلول های آزمایش شده رخ می دهند را با دقت زیاد اندازه گیری کند. - تشخیص ژنتیکی پیش از لانه گزینی
نسل جدید توالی یابی امکان تشخیص کروموزومی را به صورت کلی فراهم آورده است. امروزه از این تکنیک برای شناسایی آنیوپلوییدی و بازآرایی های کروموزومی نامتعادل پس از نمونه برداری از بلاستوسیست استفاده میشود. در این نمونه برداری چندین سلول را به طور همزمان مورد تجزیه و تحلیل قرا می دهند و محدودیت وجود توالی های پراکنده را در بر نخواهد داشت. - شناسایی جهش های مرتبط با بیماری های ژنتیکی
به دلیل توان توالی یابی ژن های بسیار بزرگ و حتی کوچکتر ، این تکنیک برای تشخیص جهش های بیماری های ژنتیکی مورد استفاده قرار می گیرد . پوشش دهی گسترده حساسیت تشخیص جهش سبب ارجحیت این روش نسبت به روش های فعلی شده است. - فارماکوژنومیکس
تنوع ژنتیکی نقش کلیدی در واکنش نامساعد به دارو یا در قدرت تاثیر دارو بر بیماری و درمان آن بازی می کند. این روش امکان شناسایی انواع مارکرهای ژنتیکی دخیل در پاسخ دارو را فراهم می کند. - شناسایی تنوعات ساختاری در ژنوم
تنوعات ساختاری (Structural Variations) شامل تنوعات تعداد تکرار (CNVs)، واژگونی و سایر بازآرایی های کروموزومی است که سبب تغییر در تعداد تکرارها نمی شوند . شایعترین CNV ها ، پلی مورفیسم ها هستند که از علل عقب ماندگی ذهنی محسوب می شوند. روش NGS هر دو نوع بازآرایی متعادل و نامتعادل را شناسایی می کند. مزایای این روش نسبت به باقی روش ها وضوح بالاتر و همبستگی بیشتر ژنوتیپ-فنوتیپ می باشد.
منابع :
- نادیا پورمشیر ، فرزانه محمدی ، دکتر صادقیان ولیان بروجنی ، توالی یابی نسل جدید و کاربرد آن، فصلنامه آزمایشگاه و تشخیص ، زمستان ۱۳۹۵ ، شماره ۳۴
- https://civilica.com/doc/981137
مطالب مرتبط: روش های مختلف استخراج RNA از سلول و بافت – سنتز cDNA از RNA استخراج شده از سلول و بافت
خدمات مرتبط: استخراج RNA و DNA سنتز cDNA ، طراحی پرایمر ، انجام تکنیک Real time PCR
