توالی یابی کل ژنوم (WGS) در مقابل توالی یابی کل اگزوم (WES)

آیا برای پروژه خود باید توالی یابی کل ژنوم (WGS) یا توالی یابی کل اگزوم (WES) را انتخاب کنم؟ این سوالی است که قصد داریم به آن پاسخ دهیم. با منابع و زمان نامحدود، WGS برتر از WES است؛ زیرا به شما امکان می‌دهد تا انواع تک نوکلئوتیدی (SNVs)، ایندل‌ها، گونه‌های ساختاری (SVs) و گونه‌های عددی کپی (CNVs) را مورد بررسی قرار داده که ۱٪~ از ژنوم، کد کننده توالی‌های پروتئینی و ۹۹٪~ ما بقی توالی‌های غیر کدکننده را رمزگذاری می‌کند. WES هزینه بسیار کمتری نسبت به WGS دارد که به محققان امکان می‌دهد تعداد نمونه‌ها را افزایش دهند و این، عامل مهمی در مطالعات جمعیت‌های بزرگ است. WES با این حال محدودیت‌های خاص خود را دارد. در ادامه به مزایای WGS در مقابل WES می‌پردازیم و نمونه‌ای واقعی از شخصی که این خدمات را با استفاده از Genohub سفارش داده است، شرح می‌دهیم.

مزایای توالی یابی کل ژنوم (WGS):

۱. امکان بررسی SNVs، Indels، SV و CNVs در مناطق کدکننده و غیر کدکننده ژنوم را فراهم نموده ولی WES مناطق نظارت‌کننده مانند پروموترها و تقویت‌کننده‌ها را حذف می‌کند.

۲. WGS پوشش توالی مطمئن‌تری دارد. تفاوت در راندمان هیبریداسیون پروب‌های جذب WES می‌تواند منجر به مناطقی از ژنوم با پوشش کم یا بدون پوشش شود.

۳. یکنواختی پوشش با WGS نسبت به WES بهتر است. مناطقی از ژنوم با پیچیدگی توالی کم، توانایی طراحی  WES را محدود ساخته که منجر به اثرات جذب غیر هدف می‌شود.

۴. در WGS محدودیتی در توالی طول خوانش نیست. بیشتر پروب‌های هدف exome-seq به طول کمتر از  nt۱۲۰ طراحی شده‌اند که باعث می‌شود توالی با استفاده از طول خوانش بیشتر بی معنی باشد.

۵. میانگین عمق خوانش کمتری برای رسیدن به همان پوشش WES مورد نیاز است.

۶. پروب‌های جذب WES ترجیحاً آلل‌های مرجع را در مکان‌های هتروزیگوت غنی می‌کنند که تماس‌های SNV منفی کاذب تولید می‌کنند درحالیکه این محدودیت برای WGS وجود ندارد.

۷. WGS عام‌تر است. اگر گونه‌ای غیر از انسان را توالی‌بندی می‌کنید، انتخاب‌های شما برای توالی‌یابی اگزوم بسیار محدود است.

مزایای توالی یابی کل اگزوم (WES):

۱. WES مناطق کد کننده پروتئین را هدف قرار می‌دهد، بنابراین خوانش کمتر از ۲٪ از ژنوم را نشان می‌دهد که این باعث کاهش هزینه برای توالی یک منطقه هدف در عمق بالا و کاهش هزینه‌های ذخیره‌ سازی، تجزیه و تحلیل می‌شود.

۲. کاهش هزینه‌ها، افزایش تعداد نمونه‌هایی را که باید توالی‌یابی شوند امکان‌پذیر می‌سازد و امکان مقایسه‌های بزرگ مبتنی بر جمعیت را فراهم می‌کند.

اکثر انواع بیماری‌های مرتبط با عملکرد را می‌توان در عمق بین(۱) x۱۲۰-۱۰۰ شناسایی کرد که قطعاً بهترین حالت برای توالی اگزوم است. امروزه در Genohub اگر می‌خواهید توالی یابی کل ژنوم انسان را در عمق ۳۵ برابری انجام دهید، هزینه آن تقریباً ۱۷۰۰ دلار برای هر نمونه است. اگر بخواهید خدمات توالی اگزوم انسانی با پوشش ۱۰۰ برابری را با استفاده از یک منطقه هدف  Mb۶۲ درخواست کنید، هزینه شما ۵۵۰ دلار برای هر نمونه خواهد بود. بنابراین از نظر تولید داده، WES هنوز به طور قابل توجهی ارزان‌تر از WGS است.

هرچه یکنواختی خوانش بهتر باشد، احتمال اینکه واقعاً جهش‌های de novo را پیدا و آن‌ها را فراخوانی نموده بیشتر است و این هدف اصلی است؛ چراکه اگر نتوان SNP یا INDEL را با حساسیت و دقت بالا فراخوانی کرد، در غیر این صورت اجراهای توالی‌یابی در بیشترین عمق بی‌ارزش هستند.

به منظور نتیجه گیری، توالی یابی کل ژنوم معمولاً یکنواختی بهتر و نسبت آللی متعادل را ارائه می‌دهد. در حالی که عمق exome-seq بیشتر می‌تواند با آن مطابقت داشته باشد، تشخیص نوع در مناطق خاص ممکن است هرگز به کیفیت WGS به دلیل خرابی‌های طراحی پروب یا کاستی‌های پروتکل نرسد. این‌ها هنگام بررسی بافت‌هایی مانند تومورهای اولیه که در آن تغییرات تعداد کپی و ناهمگنی عوامل مخدوش کننده هستند، ملاحظات مهمی اند.

اگر برای شروع یک پروژه ژنومی آماده هستید، چند دقیقه را صرف تعیین پوشش مورد نیاز برای آزمایش خود کنید. ما یک راهنمای exome-seq با مثال‌هایی داریم که به شما کمک می‌کند تعداد دفعات خوانش توالی مورد نیاز برای دستیابی به پوشش خاصی از exome خود را تعیین کنید. اگر قصد دارید توالی یابی کل ژنوم را آغاز کنید، از NGS استفاده کنید که به طور خودکار مقدار ظرفیت توالی یابی را در پلتفرم‌های مختلف محاسبه نموده تا نیازهای پروژه شما را برآورده سازد.

مطالعه صدها مطلب علمی در حوزه بیولوژی

آرشیو جدیدترین خبرهای روز دنیای بیولوژی

نام مترجم: نگارالسادات موسوی