Name: determining the likelihood of variant pathogenicity using amino acid-level signal-to-noise analysis of genetic variation
Uploaded: 2019-01-16T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Determining the Likelihood of Variant Pathogenicity Using Amino Acid-level Signal-to-Noise Analysis of Genetic Variation at JoVE.com

APL נתמך על ידי נבחרת מוסדות של בריאות K08-HL136839.

1. לזהות את הגן ואת ספציפי אחוי Isoform עניין
הערה: כאן, נדגים את השימוש Ensembl15 כדי לזהות את רצף קונצנזוס עבור הגן עניין אשר משויך בפתוגנזה של המחלה של הריבית (כלומר KCNQ1 מוטציות משויכים LQTS). חלופות Ensembl כוללים RefSeq באמצעות המרכז הלאומי לביוטכנולוגיה מידע (NCBI)<sup class="xref...

<ol>
	<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+whole-exome+sequencing+for+the+diagnosis+of+mendelian+disorders.">Clinical whole-exome sequencing for the diagnosis of mendelian disorders.</a> New England Journal of Medicine. 369 (16), 1502-1511 (2013).</li><li>Meng, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Exome+Sequencing+for+Infants+in+Intensive+Care+Units:+Ascertainment+of+Severe+Single-Gene+Disorders+and+Effect+on+Medical+Management.">Use of Exome Sequencing for Infants in Intensive Care Units: Ascertainment of Severe Single-Gene Disorders and Effect on Medical Management.</a> Journal of the American Medical Association Pediatrics. 171 (12), 173438 (2017).</li><li>Kalia, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recommendations+for+reporting+of+secondary+findings+in+clinical+exome+and+genome+sequencing,+2016+update+(ACMG+SF+v2.0):+a+policy+statement+of+the+American+College+of+Medical+Genetics+and+Genomics.">Recommendations for reporting of secondary findings in clinical exome and genome sequencing, 2016 update (ACMG SF v2.0): a policy statement of the American College of Medical Genetics and Genomics.</a> Genetics in Medicine. 19 (2), 249-255 (2017).</li><li>Landstrom, A. P., Ackerman, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Achilles'+heel+of+cardiovascular+genetic+testing:+distinguishing+pathogenic+mutations+from+background+genetic+noise.">The Achilles' heel of cardiovascular genetic testing: distinguishing pathogenic mutations from background genetic noise.</a> Clinical Pharmacology and Therapeutics. 90 (4), 496-499 (2011).</li><li>Landstrom, A. P., Tester, D. J., Ackerman, M. J., Lawless, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+genetic+testing+for+sudden+death+predisposing+heart+conditions+in+athletes.">Role of genetic testing for sudden death predisposing heart conditions in athletes.</a> Sports Cardiology Essentials. , (2011).</li><li>Wang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positional+cloning+of+a+novel+potassium+channel+gene:+KVLQT1+mutations+cause+cardiac+arrhythmias.">Positional cloning of a novel potassium channel gene: KVLQT1 mutations cause cardiac arrhythmias.</a> Nature Genetics. 12 (1), 17-23 (1996).</li><li>Kapa, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+testing+for+long-QT+syndrome:+distinguishing+pathogenic+mutations+from+benign+variants.">Genetic testing for long-QT syndrome: distinguishing pathogenic mutations from benign variants.</a> Circulation. 120 (18), 1752-1760 (2009).</li><li>Ackerman, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ethnic+differences+in+cardiac+potassium+channel+variants:+implications+for+genetic+susceptibility+to+sudden+cardiac+death+and+genetic+testing+for+congenital+long+QT+syndrome.">Ethnic differences in cardiac potassium channel variants: implications for genetic susceptibility to sudden cardiac death and genetic testing for congenital long QT syndrome.</a> Mayo Clinic Proceedings. 78 (12), 1479-1487 (2003).</li><li>Kumar, P., Henikoff, S., Ng, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+the+effects+of+coding+non-synonymous+variants+on+protein+function+using+the+SIFT+algorithm.">Predicting the effects of coding non-synonymous variants on protein function using the SIFT algorithm.</a> Nature Protocols. 4 (7), 1073-1081 (2009).</li><li>Adzhubei, I., Jordan, D. M., Sunyaev, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+functional+effect+of+human+missense+mutations+using+PolyPhen-2.">Predicting functional effect of human missense mutations using PolyPhen-2.</a> Current Protocols in Human Genetics. , (2013).</li><li>Flanagan, S. E., Patch, A. M., Ellard, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+SIFT+and+PolyPhen+to+predict+loss-of-function+and+gain-of-function+mutations.">Using SIFT and PolyPhen to predict loss-of-function and gain-of-function mutations.</a> Genetic Testing and Molecular Biomarkers. 14 (4), 533-537 (2010).</li><li>Ackerman, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HRS/EHRA+expert+consensus+statement+on+the+state+of+genetic+testing+for+the+channelopathies+and+cardiomyopathies+this+document+was+developed+as+a+partnership+between+the+Heart+Rhythm+Society+(HRS)+and+the+European+Heart+Rhythm+Association+(EHRA).">HRS/EHRA expert consensus statement on the state of genetic testing for the channelopathies and cardiomyopathies this document was developed as a partnership between the Heart Rhythm Society (HRS) and the European Heart Rhythm Association (EHRA).</a> Heart Rhythm. 8 (8), 1308-1339 (2011).</li><li>Lek, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+protein-coding+genetic+variation+in+60,706+humans.">Analysis of protein-coding genetic variation in 60,706 humans.</a> Nature. 536 (7616), 285-291 (2016).</li><li>Landstrom, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amino+acid-level+signal-to-noise+analysis+of+incidentally+identified+variants+in+genes+associated+with+long+QT+syndrome+during+pediatric+whole+exome+sequencing+reflects+background+genetic+noise.">Amino acid-level signal-to-noise analysis of incidentally identified variants in genes associated with long QT syndrome during pediatric whole exome sequencing reflects background genetic noise.</a> Heart Rhythm. 15 (7), 1042-1050 (2018).</li><li>Hubbard, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ensembl+2005.">Ensembl 2005.</a> Nucleic Acids Research. 33, 447-453 (2005).</li><li>O'Leary, N. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reference+sequence+(RefSeq)+database+at+NCBI:+current+status,+taxonomic+expansion,+and+functional+annotation.">Reference sequence (RefSeq) database at NCBI: current status, taxonomic expansion, and functional annotation.</a> Nucleic Acids Research. 44, 733-745 (2016).</li><li>Kent, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+human+genome+browser+at+UCSC.">The human genome browser at UCSC.</a> Genome Research. 12 (6), 996-1006 (2002).</li><li>The 100 Genome Projects Consortium. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+integrated+map+of+genetic+variation+from+1,092+human+genomes.">An integrated map of genetic variation from 1,092 human genomes.</a> Nature. 491 (7422), 56-65 (2012).</li><li>Fu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+6,515+exomes+reveals+the+recent+origin+of+most+human+protein-coding+variants.">Analysis of 6,515 exomes reveals the recent origin of most human protein-coding variants.</a> Nature. 493 (7331), 216-220 (2013).</li><li>Mulder, N. J., Apweiler, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+and+resources+for+identifying+protein+families,+domains+and+motifs.">Tools and resources for identifying protein families, domains and motifs.</a> Genome Biology. 3 (1), (2002).</li><li>Cirino, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Comparison+of+Whole+Genome+Sequencing+to+Multigene+Panel+Testing+in+Hypertrophic+Cardiomyopathy+Patients.">A Comparison of Whole Genome Sequencing to Multigene Panel Testing in Hypertrophic Cardiomyopathy Patients.</a> Circulation Cardiovascular Genetics. 10 (5), (2017).</li><li>Landstrom, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpreting+Incidentally+Identified+Variants+in+Genes+Associated+With+Catecholaminergic+Polymorphic+Ventricular+Tachycardia+in+a+Large+Cohort+of+Clinical+Whole-Exome+Genetic+Test+Referrals.">Interpreting Incidentally Identified Variants in Genes Associated With Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia in a Large Cohort of Clinical Whole-Exome Genetic Test Referrals.</a> Circulation Arrhythmia and Electrophysiology. 10 (4), (2017).</li><li>Whiffin, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+high-resolution+variant+frequencies+to+empower+clinical+genome+interpretation.">Using high-resolution variant frequencies to empower clinical genome interpretation.</a> Genetics in Medicine. 19 (10), 1151-1158 (2017).</li><li>Walsh, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reassessment+of+Mendelian+gene+pathogenicity+using+7,855+cardiomyopathy+cases+and+60,706+reference+samples.">Reassessment of Mendelian gene pathogenicity using 7,855 cardiomyopathy cases and 60,706 reference samples.</a> Genetics in Medicine. 19 (2), 192-203 (2017).</li><li>Buske, O. J., Manickaraj, A., Mital, S., Ray, P. N., Brudno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+deleterious+synonymous+variants+in+human+genomes.">Identification of deleterious synonymous variants in human genomes.</a> Bioinformatics. 31 (5), 799 (2015).</li><li>Wen, P., Xiao, P., Xia, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=dbDSM:+a+manually+curated+database+for+deleterious+synonymous+mutations.">dbDSM: a manually curated database for deleterious synonymous mutations.</a> Bioinformatics. 32 (12), 1914-1916 (2016).</li><li>Bagnall, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+Genome+Sequencing+Improves+Outcomes+of+Genetic+Testing+in+Patients+With+Hypertrophic+Cardiomyopathy.">Whole Genome Sequencing Improves Outcomes of Genetic Testing in Patients With Hypertrophic Cardiomyopathy.</a> Journal of the American College of Cardiology. 72 (4), 419-429 (2018).</li><li>Giudicessi, J. R., Roden, D. M., Wilde, A. A. M., Ackerman, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classification+and+Reporting+of+Potentially+Proarrhythmic+Common+Genetic+Variation+in+Long+QT+Syndrome+Genetic+Testing.">Classification and Reporting of Potentially Proarrhythmic Common Genetic Variation in Long QT Syndrome Genetic Testing.</a> Circulation. 137 (6), 619-630 (2018).</li><li>Sundaram, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+the+clinical+impact+of+human+mutation+with+deep+neural+networks.">Predicting the clinical impact of human mutation with deep neural networks.</a> Nature Genetics. 50, 1161-1170 (2018).</li><li>Krittanawong, C., Zhang, H., Wang, Z., Aydar, M., Kitai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Artificial+Intelligence+in+Precision+Cardiovascular+Medicine.">Artificial Intelligence in Precision Cardiovascular Medicine.</a> Journal of the American College of Cardiology. 69 (21), 2657-2664 (2017).</li></ol>

בדיקות סקר גנטיות תפוקה גבוהה כולל מתקדמת באופן דרמטי היישום ואת זמינות בעשור האחרון. עם זאת, מחלות רבות עם בסיס גנטי ומבוססת, כגון cardiomyopathies, בדיקה מורחבת הצליחה לשפר את התשואה אבחון21. יתר על כן, יש משמעותי הוודאות בכלי אבחון של משתנים רבים שזוהו. . זאת חלקית בשל מספר גדל והולך ש...

השיפור המהיר ב רצף גנטי פלטפורמות יש מהפכה את הנגישות ואת תפקיד הגנטיקה ברפואה. ברגע מרותק גן יחיד, או חופן של גנים, הקטנת עלויות ולהגביר מהירות של הדור הבא רצף גנטי הוביל רצף שגרתי של מכלול של הגנום של קידוד רצף (exome כל רצף, ווס), (את כל הגנים רצף הגנום כולו, WGS) בסביבה קלינית. וס ו- WGS שימשו לעיתים קרובות בסביבה של neonates חולה אנוש, וילדים עם חשש לתסמונת גנטית איפה כלי אבחון מוכחת שיכולים לשנות ניהול קליני1,2. בזמן זה הוביל זיהוי מוגברת של מוטציות פתוגניים סביר הקשורים עם תסמונות גנטיות, הוא גדל גם באופן דרמטי את מספר וריאציות גנטיות מצאו דרך אגב, או תוצאות חיוביות לא צפוי, של האבחון לא ידוע משמעות (VUS). בעוד כמה גרסאות אלה הם התעלמו, לא דווחו, הווריאציות ההתאמה לשפות אחרות כדי גנים הקשורים קטלנית או חולנית מאוד מחלות מדווחים לעתים קרובות. הנחיות הנוכחי ממליצים דיווח של משתנים מקריים נמצאו גנים ספציפיים אשר ייתכן כי היתרון רפואי למטופל, כולל גנים הקשורים להתפתחות פתאומית הלב מוות-נטייה למחלות כמו cardiomyopathies ו channelopathies3. למרות המלצה זו תוכננה כדי ללכוד אנשים בסיכון של מחלה נטייה-רואים את זה, הרגישות של זיהוי variant ובמעמד ירידה לפרטים. זו באה לידי ביטוי מספר גדל והולך של VUSs, דרך אגב מקבילו גרסאות לא ברורה של תוכנית השירות לאבחון רחוק עולה על התדר של מחלות המתאימות אוכלוסיה נתונה4. אחת כזו, תסמונת QT ארוך (LQTS), היא מחלת channelopathy לב הקנוני נגרמת על ידי מוטציות ההתאמה לשפות אחרות כדי גנים אשר לקודד תעלות יונים הלב, או ערוץ אינטראקציה חלבונים, וכתוצאה מכך מתעכבת רה-פולריזציה לב5. זה מתעכב רה-פולריזציה, על ידי אלקטרוקרדיוגרם ממושכת על נח רל, התוצאה נטייה חשמל כדי קטלנית להפרעה כמו torsades דה pointes. בעוד מספר גנים קושרו להתפתחות של מחלה זו, מוטציות בגן KCNQ1-מקודדים אניKs אשלגן (KCNQ1, Kv7.1) הוא הגורם LQTS סוג 1 וערוץ מנוצל כדוגמה מתחת6. הממחישות את המורכבות פרשנות variant, הנוכחות של גרסאות נדיר גנים הקשורים LQTS, שנקרא "רקע וריאציה גנטית" כבר שתואר לעיל7,8.
בנוסף גדולה ועיצובה בסגנון מאגרי מידע הווריאנטים המוכרים פתוגניים, קיימים מספר אסטרטגיות לניבוי שגרסאות שונות של אפקט יהיה לייצר. חלקם מבוססים על אלגוריתמים, כגון לנפות, Polyphen 2, אשר יכול לסנן מספר גדול של גרסאות הרומן-שם נרדף לחזות deleteriousness9,10. למרות לשימוש נרחב של כלים אלה, ירידה לפרטים נמוכה מגבילה הישימות שלהם כשמדובר "קורא" VUSs קלינית11. ניתוח "אות לרעש" הוא כלי אשר מזהה את הסבירות של variant להיות קשור עם המחלה מבוסס על התדר של וריאציה פיפטות ידוע ב לוקוסים המדובר מנורמל נגד וריאציה גנטית נדירה מתוך אוכלוסיה. הווריאציות ההתאמה לשפות אחרות מנחלת גנטי בו יש שכיחות גבוהה של מוטציות הקשורות במחלה לעומת האוכלוסייה המבוססת על וריאציה, גבוהה אות לרעש, הם נוטים יותר להיות מחלה-הקשורים עצמם. עוד, נדיר שמתגלה אגב ההתאמה לשפות אחרות כדי גן עם תדירות גבוהה של האוכלוסייה נדיר משתנים בהשוואה תדר הקשורים למחלה, נמוך אות לרעש, עשוי להיות פחות סביר הקשורים למחלה. תוכנית השירות לאבחון של ניתוח אות לרעש כבר מאויר בהנחיות העדכנית ביותר עבור בדיקה גנטית עבור cardiomyopathies ו- channelopathies; עם זאת, זה רק כבר מועסקים רמת גן שלם או ספציפיים ברמה12. לאחרונה, ניתנה מגדיל את הזמינות של פיפטות משתנים (מחלת מסדי נתונים, המחזור מחקרים בספרות) והן משתני בקרה מבוסס-אוכלוסייה (קונסורציום צבירה Exome, חכי, אניה, מסד הנתונים צבירת הגנום, GnomAD13), זה הוחל למיקום חומצת אמינו בודדות בתוך הרצף העיקרי של חלבון. ניתוח אות לרעש ברמת חומצת אמינו הוכיח שימושי לסיווג גרסאות שזוהו אגב גנים הקשורים LQTS ככל הנראה וריאציה גנטית "רקע" ולא הקשורים למחלה. בין הגנים העיקריים שלושה המשויך LQTS, כולל KCNQ1, אלה גרסאות שזוהו אגב חסרה יחס אות לרעש משמעותית, רומז כי תדירות גרסאות אלה-חומצת אמינו בודדות עמדות מבטאות נדיר וריאציה האוכלוסייה במקום מוטציות הקשורות במחלה. יתר על כן, כאשר התחום הספציפי-חלבון טופולוגיה ומצופה נגד אזורים של מוטציה אות לרעש, פיפטות גבוהה "נקודות חמות" מקומי לתחומים פונקציונלי מפתח של חלבונים14. מתודולוגיה זו טומן בחובו הבטחה בקביעת שהסבירות 1) משתנה היא מחלה או אוכלוסייה-הקשורים ו 2) זיהוי הרומן תחומים פונקציונליים קריטי של חלבון המשויך מחלות אנושיות.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1277px;" width="1277">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:461px;">1000 Genome Project</td>
			<td style="width:109px;">N/A</td>
			<td style="width:359px;">www.internationalgenome.org</td>
			<td style="width:348px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ClinVar</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ensembl Genome Browser</td>
			<td>N/A</td>
			<td>uswest.ensembl.org/index.html</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:461px;">Excel</td>
			<td style="width:109px;">Microsoft</td>
			<td style="width:359px;">office.microsoft.com/excel/</td>
			<td>Used for all example formulas and functions</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Exome Aggregation Consortium&#160;</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.exac.broadinstitute.org</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Genome Aggregation Database&#160;</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.gnomad.broadinstitute.org</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">National Center for Biotechnology Information Domain and Structure Database</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/domains-structures/</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">National Center for Biotechnology Information Gene Database</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">National Center for Biotechnology Information Protein Database</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">National Heart, Lung, and Blood Institute GO Exome Sequencing Project</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.evs.gs.washington.edu/EVS/</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:461px;">SnapGene</td>
			<td style="width:109px;">GSL Biotech LCC</td>
			<td style="width:359px;">www.snapgene.com</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">University of California, Santa Cruz Human Genome Browser</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.genome.ucsc.edu</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

determining the likelihood of variant pathogenicity using amino acid-level signal-to-noise analysis of genetic variation

החידושים העלות ואת המהירות של הדור הבא רצף גנטי שיצר פיצוץ של exome כל קליניים ובדיקות הגנום כולו. בזמן זה הוביל זיהוי מוגברת של מוטציות פתוגניים סביר הקשורים עם תסמונות גנטיות, זה גם באופן דרמטי גדל המספר אגב מצא וריאציות גנטיות של משמעות לא ידוע (VUS). קביעת משמעות קלינית גרסאות אלה היא אתגר גדול עבור רופאים ומדענים. גישה זו כדי לסייע בקביעת הסבירות פתוגניות הוא ניתוח אות לרעש באותה רמת חלבון רצף. פרוטוקול זה מתאר שיטה לניתוח אות לרעש ברמת חומצת אמינו המנצלת תדר משתנה במיקום כל חומצת אמינו של החלבון עם חלבון ידוע טופולוגיה כדי לזהות אזורים של הרצף ראשי עם הסבירות מוגברות של וריאציה פיפטות (ביחס האוכלוסייה וריאציה "רקע"). שיטה זו ניתן לזהות מיקום משקע חומצת אמינו "נקודות חמות" סימן פיפטות גבוהה, בו ניתן להשתמש כדי ללטש את המשקל אבחון של VUSs כגון אלה המזוהה על-ידי הבא הדור בדיקה גנטית.

תוצאה נציג לאות חומצת אמינו ברמת רעש ניתוח עבור KCNQ1 מתואר באיור6. בדוגמה זו, נדיר גרסאות שזוהו במדגם GnomAD (בקרת עוקבה), המזוהים אגב ווס משתנים (ניסיוני עוקבה #1), משתנים הקשורים במקרה של LQTS ייחשב סביר הקשורים למחלה (ניסיוני עוקבה #2) מתוארים. עוד יותר, הניתוח אות ...

Watch this Scientific Journal Video about Determining the Likelihood of Variant Pathogenicity Using Amino Acid-level Signal-to-Noise Analysis of Genetic Variation at JoVE.com

Determining the Likelihood of Variant Pathogenicity Using Amino Acid-level Signal-to-Noise Analysis of Genetic Variation

ניתוח אות לרעש ברמת חומצת אמינו קובע מהי השכיחות של וריאציה גנטית במיקום נתון חומצת אמינו מנורמל על רקע וריאציה גנטית של אוכלוסיה נתונה. דבר זה מאפשר זיהוי של variant "נקודות חמות" בתוך רצף חלבונים (אות) המתנשא מעל התדירות של שמתגלה נדירה באוכלוסיה (רעש).

קביעת הסבירות של Variant פתוגניות באמצעות חומצת אמינו ברמת ניתוח אות לרעש של וריאציה גנטית

Advancements in the cost and speed of next generation genetic sequencing have generated an explosion of clinical whole exome and whole genome testing. ...

ניתוח אותות לרעש ברמת חומצת אמינו, מספק מדד לסבירות שגרסה גנטית קשורה למצב מחלה, או שהיא חלק מהווריאציה הגנטית הטבעית בתוך האוכלוסייה. טכניקה זו ממנפת שני משאבים גנטיים גדולים, מוטציות הקשורות למחלות, הזמינות בספרות, או במרחב הציבורי עם מחקרי אקסום וגנום מבוססי אוכלוסייה, המזהים שונות גנטית נדירה. כדי לזהות גן מסוים ו- splice isoform של עניין, לפתוח את דף הבית Ensembl, לבחור את המין מהתפריט הנפתח.הזן את ראשי התיבות של גן העניין ולחץ על עבור. בחר את הקישורים המתאימים לגן העניין ולעניין התמלולי ואת מזהה הריבית מהטבלה תעתיק. שים לב לתמליל ה-RNA הספציפי לתעתיק ולתוצר החלבון של מספרי זיהוי של תעתיק RNA בעמודת רצף ההפניות של טבלת התמליל לעיון בעתיד.בחר את הקישור המשויך למוצר החלבון של מספר מזהה תעתיק RNA כדי לפתוח דף אינטרנט חדש מהמרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגיה, או מסד נתונים של חלבון NCBI, וגלול מטה למקטע מקור כדי להשיג את רצף החלבון העיקרי לתמלול הגנים המעניין. לאחר מכן גללו למעלה למקטע 'תכונות' כדי לקבל רשימה של תכונות החלבון. כדי לחשב תדירות אלל מינורית עבור כל מיקום חומצת אמינו עם וריאנט בקרה, פתח גיליון אלקטרוני בעל יכולת גרפים וצור עמודה של המיקומים של כל הגרסאות הניסיוניות.הסר את טקסטי המשתנה כדי להשאיר רק את מיקומי המשתנים ומיין את המשתנים בערך עולה כדי לזהות לאיזה מיקומים יש יותר וריאנט משויך אחד. השג את הסכום של כל תדרי אלל המשניים עבור עמדה נתונה, על ידי שילוב תדירות אלל מינורית עבור כל גרסה המשויכת למיקום נתון, וחשב תדר אלל מינורי עבור כל תנוחת חומצת אמינו עם גרסה ניסיונית. לאחר מכן, צור עמודה של תנוחות חומצות אמינו שיש להן גרסאות ניסיוניות, וחשב את תדירות ה-allele המשנית של כל הגרסאות המשויכות למיקום זה עבור כל מיקומי הווריאציות.כדי ליצור ממוצע מתגלגל של תדרי אלל משניים עבור גרסאות הניסוי והבקרה, צור עמודה המכילה את כל מיקומי חומצות האמינו בגן העניין, והוסף תדירות אלל מינורית של אפס עבור כל המיקומים ללא גרסאות הן עבור ערכת הנתונים של הבקרה והן עבור ערכות הנתונים הניסיוניות. כדי ליצור ממוצע מתגלגל עבור כל עמודת שכיחות ניסיונית ולשלוט בה, צור עמודה המייצגת ממוצע מתגלגל של תדירות אלל המשנית הן עבור ערכות הנתונים של הפקד והן עבור ערכות הנתונים הניסיוניות, ובעמודה הממוצעת המתגלגלת מקם את הממוצע של תדירות ה- allele המשנית המתאימה עבור חמשת מיקומי המשתנים מסוף N ומסוף C לכל מיקום. כדי לחשב את התדירות המינימלית של קבוצת המחשבים, חלק את הערך המשני הנמוך ביותר שזוהה על-ידי שניים והזן ערך זה בכל תא עם תדירות אלל משנית של פקד של אפס.פעולה זו תימנע חלוקה באפס, בעת חישוב יחס האות לרעש. כדי לחשב את יחס האות לרעש ברמת חומצת האמינו, חלק כל מיקום חומצת אמינו בממוצע גלגול ניסיוני לפי ממוצע גלגול הבקרה המתאים, וגרף יחס זה לעומת מיקום חומצת האמינו. כדי לזהות את מיקומי חומצות האמינו הקונצנזוס של תחומים ותכונות פונקציונליים, או אזורים של שינוי תרגום פוסט של חלבון העניין, לזהות את עמדות חומצת האמינו הקשורות לתחומים ותכונות החלבון ולפתוח את דף האינטרנט NCBI.הזן את מוצר החלבון של תעתיק ה-RNA של חלבון העניין בשדה החיפוש, וזהה את תחומי החלבון והתכונות הידועים, תחת תכונות. זהה ושים לב לשם התחום ולסוג ולמיקומי חומצת האמינו ובחר את הקישור המתאים לתכונה כדי לדמיין את האזור ברצף הראשי של החלבון המעניין. צור עמודה לצד עמודת האות לרעש, כך שניתן יהיה להפנות לעמודת המיקום של חומצת האמינו ולזהות את התאים המתאימים בהיבט מסוף N או C של כל תחום ותכונה.לאחר מכן, מקם אחד בכל תא, צור גרף עם גבולות אלה על ציר ה- y ומיקום חומצת האמינו על ציר ה- x ו שכב גרף זה בגרף האות לרעש. כדי למפות מיקומי משתנים בודדים עבור שכבת-על של יחס האות לרעש וגרפי טופולוגיית תחום החלבון, צור עמודה לצד עמודת תכונת התחום כך ששורות בעמודה, יתאימו למיקומי חומצת האמינו ומקם עמודה אחת בכל תא בשורה שנוספה, המתאימה למיקום המכיל משתנה בהתאמה. לאחר מכן, צור גרף עם עמודה זו כציר ה- y וחומצת האמינו מיקומים על ציר ה- x, ושכבות-על של גרף זה עם גרפי טופולוגיית התחום של אות לרעש וחלבון.כאן, תוצאה מייצגת לניתוח אות לרעש ברמת חומצת אמינו עבור מתח אשלגן מגודר ערוץ subfamily Q חבר גן אחד מתואר. שונות נדירה זוהתה בקבוצה הבקרה, ואת הניסוי זיהה אגב רצף exsome בריא, ארוך תסמונת QT במקרה הקשורים גרסאות נחשבים סבירים להיות מחלה הקשורים מוצגים. ניתוחי האות לרעש המשווים את רצף האקסום כולו, ותדירות משתנה הקוהורטה הארוכה של תסמונת QT, מנורמלת כנגד תדירות משתנה קבוצת הבקרה, מיוצגים גם הם.בניסוי זה, הגרסאות הארוכות הקשורות לתסמונת QT הדגימו יחסי אות לרעש גבוהים בתחומים התואמים את יציקת התעלה, מסנן הבחירה, ואת מתח האשלגן מגודר ערוץ subfamily E חבר תחום אחד מחייב. לשם השוואה, גרסאות שזוהו אגב בקוהורטת רצף האקסום כולה, לא הפגינו בבירור אזורים ספציפיים של העלאת אות לרעש גבוהה, דבר המצביע על כך שגרסאות אלה משקפות את השונות הגנטית ברקע. מתודולוגיה זו יכולה להיות מיושמת כדי לאמוד את המשקל האבחוני של גרסאות בעלות משמעות לא ידועה המתעוררות במהלך בדיקות גנטיות קליניות.

Research

JoVE Journal

Genetics

Merging Absolute and Relative Quantitative PCR Data to Quantify STAT3 Splice Variant Transcripts

מיזוג במונחים מוחלטים ובאופן יחסי PCR כמותי נתונים לכמת STAT3 אחוי Variant תעתיקים

Human signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) is one of many genes containing a tandem splicing site. Alternative donor splice sites 3 ...

Analysis of the c-KIT Ligand Promoter Using Chromatin Immunoprecipitation

ניתוח של C-KIT ליגנד האמרגן באמצעות Immunoprecipitation הכרומטין

Multiple cellular processes, including DNA replication and repair, DNA recombination, and gene expression, require interactions between proteins and DNA. ...

Constitutive and Inducible Systems for Genetic In Vivo Modification of Mouse Hepatocytes Using Hydrodynamic Tail Vein Injection

Constitutive and Inducible Systems for Genetic In Vivo Modification of Mouse Hepatocytes Using Hydrodynamic Tail Vein Injection

מערכות מכוננת Inducible עבור שינוי גנטי In Vivo של העכבר Hepatocytes באמצעות הזרקת וריד הזנב Hydrodynamic

In research models of liver cancer, regeneration, inflammation, and fibrosis, flexible systems for in vivo gene expression and silencing are highly ...

A Fast and Quantitative Method for Post-translational Modification and Variant Enabled Mapping of Peptides to Genomes

שיטה כמותית ומהירה השינוי Post-translational וגרסא מופעלת מיפוי של פפטידים כדי הגנום

Cross-talk between genes, transcripts, and proteins is the key to cellular responses; hence, analysis of molecular levels as distinct entities is slowly ...

Isolation, Characterization and MicroRNA-based Genetic Modification of Human Dental Follicle Stem Cells

בידוד, אפיון, ההנדסה הגנטית מבוסס-MicroRNA, בתאי גזע אנושיים זקיק שיניים

To date, several stem cell types at different developmental stages are in the focus for the treatment of degenerative diseases. Yet, certain aspects, such ...

Determining the Egg Fertilization Rate of Bemisia tabaci Using a Cytogenetic Technique

Determining the Egg Fertilization Rate of Bemisia tabaci Using a Cytogenetic Technique

קביעת שיעור הפריה הביצית של כנימת עש הטבק בטכניקה Cytogenetic

A few species of sap-sucking whiteflies are some of the most damaging terrestrial pests worldwide because of the crop damage they inflict and plant ...

Semiconductor Sequencing for Preimplantation Genetic Testing for Aneuploidy

רצפי מוליכים למחצה עבור השרשה בדיקה גנטית עבור אנאפלואידיה

Chromosomal aneuploidy, one of the main causes leading to embryonic development arrest, implantation failure, or pregnancy loss, has been well documented ...

Identifying Mutations by High Resolution Melting in a TILLING Population of Rice

זיהוי מוטציות על ידי ברזולוציה גבוהה התכה באוכלוסיית לעיבוד לקרקע של אורז

Target Induced Local Lesions In Genomes (TILLING) is a strategy of reverse genetics for the high-throughput screening of induced mutations. However, the ...

Genetic Mapping of Thermotolerance Differences Between Species of Saccharomyces Yeast via Genome-Wide Reciprocal Hemizygosity Analysis

Genetic Mapping of Thermotolerance Differences Between Species of Saccharomyces Yeast via Genome-Wide Reciprocal Hemizygosity Analysis

מיפוי גנטי של הבדלי התרמוסבילות בין מינים של שמרים באמצעות הגנום ההופכי לניתוח המייזוליסיטי

A central goal of modern genetics is to understand how and why organisms in the wild differ in phenotype. To date, the field has advanced largely on the ...

Tomato Root Transformation Followed by Inoculation with Ralstonia Solanacearum for Straightforward Genetic Analysis of Bacterial Wilt Disease

Tomato Root Transformation Followed by Inoculation with Ralstonia Solanacearum for Straightforward Genetic Analysis of Bacterial Wilt Disease

שורש עגבניות המרה ואחריו חיסונים עם Ralstonia Solanacearum ניתוח גנטי פשוט של מחלת וילט חיידקי

Ralstonia solanacearum is a devastating soil borne vascular pathogen that can infect a large range of plant species, causing an important threat to ...