Name: detection of rare genomic variants from pooled sequencing using splinter
Uploaded: 2012-06-23T14:00:00
Duration: 14 min 6 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Detection of Rare Genomic Variants from Pooled Sequencing Using SPLINTER at JoVE.com

この作品は子供ディスカバリー研究所助成MC-II-2006-1（RDMとTED）は、NIHロードマップのエピジェネティクスの助成金[1R01DA025744-01と3R01DA025744-02S1]（RDMとFLMV）、U01AG023746（SC）、Saighによってサポートされていました財団（FLMVとTED）、1K08CA140720-01A1とアレックスのレモネード &quot;は、&quot;賞のサポート（TED）スタンド。我々は、ゲノム解析のヘルプは医学のワシントン大学で遺伝学部門のゲノムテクノロジー·アクセス·センターに感謝します。センターは、部分的に研究資源のためにNationalCenter（NCRR）、健康（NIH）の国立研究所のコンポーネントから＃UL1RR024992 NCIがんセンターサポート助成サイトマンがんセンターへ＃P30 CA91842によっておよびICTS / CTSAグラントによってサポートされており、医学研究のためのNIHロードマップ。このマニュアルでは、もっぱら著者の責任であり、必ずしもNCRRまたはNIHの公式見解を表すものではありません。

<ol>
	<li>Vallania, F. L. M., Druley, T. E., Ramos, E., Wang, J., Borecki, I., Province, M., Mitra, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+discovery+of+rare+insertions+and+deletions+in+large+cohorts.">High-throughput discovery of rare insertions and deletions in large cohorts.</a> Genome Research. 20, 1391-1397 (2010).</li><li>Shendure, J., Mitra, R., Varma, C., Church, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+Sequencing+Technologies:+Methods+and+Goals.">Advanced Sequencing Technologies: Methods and Goals.</a> Nature Reviews of Genetics. 5, 335-344 (2004).</li><li>The 1000 Genomes Project Consortium. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+map+of+human+genome+variation+from+population-scale+sequencing.">A map of human genome variation from population-scale sequencing.</a> Nature. 467, 1061-1073 (2010).</li><li>Manolio, T. A., Collins, F. S., Cox, N. J., Goldstein, D. B., Hindorff, L. A., Hunter, D. J., McCarthy, M. I., Ramos, E. M., Cardon, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Finding+the+missing+heritability+of+complex+diseases.">Finding the missing heritability of complex diseases.</a> Nature. 461, 747-753 (2009).</li><li>Reich, D. E., Lander, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+allelic+spectrum+of+human+disease.">On the allelic spectrum of human disease.</a> Trends Genet. 17, 502-510 (2001).</li><li>Cohen, J. C., Kiss, R. S., Pertsemlidis, A., Marcel, Y. L., McPherson, R., Hobbs, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+rare+alleles+contribute+to+low+plasma+levels+of+HDL+cholesterol.">Multiple rare alleles contribute to low plasma levels of HDL cholesterol.</a> Science. 305, 869-872 (2004).</li><li>Ji, W., Foo, J. N., O'Roak, B. J., Zhao, H., Larson, M. G., Simon, D. B., Newton-Cheh, C., State, M. W., Levy, D., Lifton, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rare+independent+mutations+in+renal+salt+handling+genes+contribute+to+blood+pressure+variation.">Rare independent mutations in renal salt handling genes contribute to blood pressure variation.</a> Nat. Genet. 40, 592-599 (2008).</li><li>Ahituv, N., Kavaslar, N., Schackwitz, W., Ustaszewska, A., Martin, J., Hebert, S., Doelle, H., Ersoy, B., Kryukov, G., Schmidt, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medical+sequencing+at+the+extremes+of+human+body+mass.">Medical sequencing at the extremes of human body mass.</a> Am. J. Hum. Genet. 80, 779-791 (2007).</li><li>Druley, T. E., Vallania, F. L., Wegner, D. J., Varley, K. E., Knowles, O. L., Bonds, J. A., Robison, S. W., Doniger, S. W., Hamvas, A., Cole, F. S., Fay, J. C., Mitra, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+rare+allelic+variants+from+pooled+genomic+DNA.">Quantification of rare allelic variants from pooled genomic DNA.</a> Nat. Methods. 6, 263-265 (2009).</li><li>Mitra, R. D., Butty, V., Shendure, J., Housman, D., Church, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+Genotyping+and+Haplotyping+with+Polymerase+Colonies.">Digital Genotyping and Haplotyping with Polymerase Colonies.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 100, 5926-5931 (2003).</li></ol>

利害の衝突が宣言されません。

肥満など8、高コレステロール血症4、高血圧7と他のような一般的な、複雑な表現型や疾患の発症と治療反応は珍しいバリエーションの個人プロファイルによってモデレートされることが増加の証拠がある。影響を受けた集団におけるこれらの変異体の集合体は深い診断および治療に影響を持っていますが、別々に影響を受ける個人を分析する時間とコストが法外なことができる遺伝子と経路を識別します。人口ベースの分析では、複数の遺伝子座に遺伝的変異を調査するためのより効率的な方法を提供しています。 私たちは、集団間の遺伝的変異のこのタイプを識別するために設計されたスプリンターソフトウェアパッケージとペアになって小説をプール-DNAシーケンシングプロトコルを提示します。我々であったまれな変異体を含む、947人の大規模なプールされた集団内でマイナーアレルを識別し、定量化に、このメソッドの精度を実証するプールされたシーケンスからのde novoと呼ばれ、個々のパイロシーケンシングによって検証されています。当社の戦略は、主に正の取り込み、すべての実験内の負の制御により、他のプロトコルとは異なります。これはスプリンターは、他のアプローチは1に比べてはるかに高い精度と消費電力を達成することができます。 25倍あたりの対立遺伝子の最適なカバレッジは、プールサイズに比例し、この要件として実現可能な大規模なプールの分析のみスケールを作り、独立してプールのサイズの固定されています。我々のアプローチは非常に柔軟性があり、関心の任意の表現型にもこのような混合細胞集団、腫瘍生検などの自然に不均一である試料に適用することができます。そのようなexomeやゲノムなどの大きなターゲット領域からプールされたシーケンスでますます関心があることを考慮すると、我々のライブラリの準備とSPLINTER分析では、カスタムキャプチャと全体exomeシーケンシングと互換性がありますが、スプリンターパッケージの配置ユーティリティはのために設計されていません大参照配列である。したがって、我々は、正常にプールしたサンプルからの呼び出しバリアント（ラモスら 、投稿中）、続いてゲノムワイドなアラインメントのために、Novoalign、動的プログラミングアライナーを利用しています。したがって、我々のプールされたシーケンシング戦略は、標的配列の増加量でより大きなプールに正常に拡張することができます。

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬名 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> セクション </td></tr><tr><td> PfuUltraハイフィデリティ</td><td>アジレント</td><td> 600384 </td><td> 1.4 </td></tr><tr><td>ベタイン</td><td> SIGMA </td><td> B2629 </td><td> 1.4 </td></tr><tr><td> M13mp18 ssDNAのベクトル</td><td> NEB </td><td> N4040S </td><td> 1.5 </td></tr><tr><td>をpGEM-Tイージー</td><td>プロメガ</td><td> A1360 </td><td> 1.5 </td></tr><tr><td> T4ポリヌクレオチドキナーゼ</td><td> NEB </td><td> M0201S </td><td> 2.2 </td></tr><tr><td> T4リガーゼ</td><td> NEB </td><td> M0202S </td><td> 2.2 </td></tr><tr><td>ポリエチレングリコール8000 MW </td><td> SIGMA </td><td> P5413 </td><td> 2.2 </td></tr><tr><td>断片化の超音波</td><td> Diagenodeの</td><td> UCD-200-TS</td><td> 2.3 </td></tr></tbody></table>

detection of rare genomic variants from pooled sequencing using splinter

DNAシーケンシング技術は著しく、近年2に進んでいるとして、それは任意の2つの個体間の遺伝的変異の量が以前に3を考えられていたよりも大きいことがますます明らかになった。対照的に、アレイ·ベースのタイピングは4,5共通の疾患の表現型の変動に共通の配列変異体の重要な貢献を識別するために失敗しました。まとめると、これらの観察は、一般的な、複雑な表現型の&quot;失われた遺伝&quot;の大半は、代わりに稀なまたはプライベートDNA変異体の個々の個人プロファイル6-8によるものであることを示唆している一般的な病気/まれな変異仮説の進化につながっている。しかし、まれな変異は、複雑な表現型をどのように影響するかを特徴付けることは、多くの遺伝子座で多くの影響を受ける個人の分析を必要とし、理想的に影響を受けないコホートで同様の調査と比較されます。今日のプラットフォームによって提供される電源シーケンシングにもかかわらず、多くの遺伝子座、必要に応じ、その後の計算機解析の人口ベースの調査では、多くの研究者のために法外なままである。 このニーズに応えるために、我々は、プールされたシーケンシングアプローチ1,9、得られたデータから高精度のまれな変異検出のための新しいソフトウェアパッケージ1を開発しました。影響を受ける個人や調査、単一のシーケンスのライブラリ内の複数の対象地域における遺伝的変異の程度の全体の集団からプールのゲノムへの能力は、従来の単一サンプルのシーケンシング手法に優れたコストと時間の節約を提供しています。 25倍の対立遺伝子あたりの平均シーケンスカバレッジで、我々のカスタムアルゴリズム、スプリンターは、最大のプールから1までの高感度と特異性で長さの4つの塩基対に挿入、欠失および置換を呼び出すために内部バリアントの呼び出し制御方式を使用しています500人の変異対立遺伝子。ここでは、プールされたのを調製するための方法を説明しますプールされたシーケンシングの解析（詳細はスプリンターパッケージを使用する方法についてステップバイステップの手順に続いて、ライブラリをequencing <a href="http://www.ibridgenetwork.org/wustl/splinter" target="_blank">http://www.ibridgenetwork.org/wustl/splinter</a> ）。また、一人当たりのシーケンスの20キロバイト以上でゲノムワイドアレイを受けたすべての人の947人のプールされたシーケンスとの比較を示しています。タグ付きのタイピングとプールしたサンプルで呼び出され、新規の変異体との間の一致は良好であった。このメソッドは、容易にゲノム遺伝子座と個人の任意の数の任意の数にスケールアップすることができます。検討されて人口を模倣比で内部の正と負のアンプリコンのコントロールを組み込むことによって、アルゴリズムは、最適なパフォーマンスを得るために校正することができます。この戦略はまた、ハイブリダイゼーションのキャプチャまたは個々の固有のバーコードで使用するために変更することができ、例えば、腫瘍DNAなどの自然に異種のサンプルのシーケンスに適用することができます。

Watch this Scientific Journal Video about Detection of Rare Genomic Variants from Pooled Sequencing Using SPLINTER at JoVE.com

Detection of Rare Genomic Variants from Pooled Sequencing Using SPLINTER

プールされたDNAシーケンシングは、大規模コホートで複雑な表現型に関連付けられている稀な亜種を検出するための迅速かつ費用対効果の高い戦略である。ここでは、スプリンターソフトウェアパッケージを使用して、32のがん関連遺伝子のプールされた、次世代シーケンシングの計算分析を記述します。このメソッドは、スケーラブルで、目的の任意の表現型にも適用可能である。

SPLINTERを使用してプールされたシーケンスからレアゲノム変異の検出

As DNA sequencing technology has markedly advanced in recent years2, it has become increasingly evident that the amount of genetic variation between any ...

Research

JoVE Journal

Biology

Isolation of Genomic DNA from Mouse Tails

マウスの尾からのゲノムDNAの単離

生物学

Extraction of High Molecular Weight Genomic DNA from Soils and Sediments

土壌と堆積物から高分子量のゲノムDNAの抽出

The soil microbiome is a vast and relatively unexplored reservoir of genomic diversity and metabolic innovation that is intimately associated with ...

Competitive Genomic Screens of Barcoded Yeast Libraries

バーコード酵母ライブラリーの競争力のあるゲノム画面

By virtue of advances in next generation sequencing technologies, we have access to new genome sequences almost daily.  The tempo of these advances is ...

Selective Capture of 5-hydroxymethylcytosine from Genomic DNA

ゲノムDNAから5  - ヒドロキシの選択的捕獲

5-methylcytosine (5-mC) constitutes ~2-8% of the total cytosines in human genomic DNA and impacts a broad range of biological functions, including gene ...

Array Comparative Genomic Hybridization (Array CGH) for Detection of Genomic Copy Number Variants

Array Comparative Genomic Hybridization Array CGH for Detection of Genomic Copy Number Variants

ゲノムコピー数変異体の検出のためのアレイ比較ゲノムハイブリダイゼーション（アレイCGH）

Array CGH for the detection of genomic copy number variants has replaced G-banded karyotype analysis. This paper describes the technology and its ...

Isolating Potentiated Hsp104 Variants Using Yeast Proteinopathy Models

酵母Proteinopathyモデルを用いた増強Hsp104のバリアントを分離

Many protein-misfolding disorders can be modeled in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae. Proteins such as TDP-43 and FUS, implicated in amyotrophic ...

TRAP-rc, Translating Ribosome Affinity Purification from Rare Cell Populations of Drosophila Embryos

TRAP-rc, Translating Ribosome Affinity Purification from Rare Cell Populations of Drosophila Embryos

のレア細胞集団からのTRAP-RC、翻訳リボソームアフィニティー精製<em&gt;ショウジョウバエ</em&gt;胚

Measuring levels of mRNAs in the process of translation in individual cells provides information on the proteins involved in cellular functions at a given ...

Amplification, Next-generation Sequencing, and Genomic DNA Mapping of Retroviral Integration Sites

レトロウイルス統合サイトの増幅、次世代シーケンシング、およびゲノムDNAのマッピング

Retroviruses exhibit signature integration preferences on both the local and global scales. Here, we present a detailed protocol for (1) generation of ...

Targeted RNA Sequencing Assay to Characterize Gene Expression and Genomic Alterations

遺伝子発現およびゲノム変化を特徴づけるために、RNAシーケンシングアッセイをターゲットに

RNA sequencing (RNAseq) is a versatile method that can be utilized to detect and characterize gene expression, mutations, gene fusions, and noncoding ...

Genome Engineering of Primary Human B Cells Using CRISPR/Cas9

CRISPR/Cas9を用いた初等ヒトB細胞のゲノム工学

B cells are lymphocytes derived from hematopoietic stem cells and are a key component of the humoral arm of the adaptive immune system. They make ...