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 støttes av den nasjonale institutter for helse K08-HL136839.

1. Identifiser Gene og bestemt Splice isoformen av interesse
Merk: Her, vi viser bruk av Ensembl15 å identifisere konsensus rekkefølgen for genet av interesse som er forbundet med patogenesen av sykdommen av interesse (dvs. KCNQ1 mutasjoner er forbundet med LQTS). Alternativer for Ensembl inkluderer RefSeq via National Center for bioteknologi informasjon (NCBI)16 og University of California, Santa Cruz (UCSC) Human Genome nettleser<sup c...

<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>

Høy gjennomstrømming genetisk testing har avansert dramatisk i programmet og tilgjengelighet det siste tiåret. Men i mange sykdommer med veletablerte genetisk grunnlaget, som cardiomyopathies, kunne utvidet testing forbedre diagnostiske avkastning21. Videre, det er betydelig usikkerhet om det diagnostiske verktøyet av mange identifiserte varianter. Dette skyldes delvis et økende antall forresten identifiserte sjeldne varianter oppdaget på WES og WGS, som kan føre til feildiagnostisering<sup...

Rask bedring av genetisk sekvensering plattformer har revolusjonert tilgjengelighet og rollen til genetikk i medisin. Når begrenset til et enkelt gen, eller en håndfull gener, reduksjonen i kostnadene og økning i hastigheten på neste generasjon genetisk sekvensering har ført rutinemessig sekvensering av helheten av genomet er koding sekvens (hele exome sekvensering, WES) og hele genomet ( hele genomet sekvensering, WGS) i klinisk setting. WES og WGS har blitt brukt ofte i kritisk syke nyfødte og barn med bekymring for genetisk syndrom der det er en anerkjent diagnostisk verktøy som kan endre klinisk behandling1,2. Mens dette har ført til økt identifikasjon av sannsynlig patogene mutasjoner assosiert med genetisk syndromer, økt det også dramatisk antall forresten funnet genetisk varianter, eller uventet positive resultater, ukjent diagnostikk betydning (VUS). Mens noen av disse variantene er bort og ikke rapportert, varianter lokalisere til rapporteres ofte gener forbundet med potensielt dødelig eller svært sykelig sykdommer. Gjeldende retningslinjene anbefaler rapportering av tilfeldige varianter i bestemte gener som kan være av medisinsk nytte for pasienten, inkludert gener knyttet til utviklingen av plutselige hjertestans død-disponerer sykdommer som cardiomyopathies og channelopathies3. Selv om denne anbefalingen ble utformet for å fange personer utsatt for en SCD-disponerer sykdom, overstiger følsomheten av variant langt spesifisitet. Dette gjenspeiles i et økende antall VUSs og øvrig identifisert varianter med uklart diagnoseverktøy som langt overstiger frekvensen av de respektive sykdommene i en gitt befolkning4. En slik sykdom, lang QT-tid syndrom (LQTS), er en kanoniske cardiac channelopathy forårsaket av mutasjoner lokalisere til gener som kodes cardiac ionekanaler, eller kanal samspill proteiner, noe som resulterer i forsinket cardiac repolarisasjon5. Dette forsinket repolarisasjon, sett av en langvarig QT-intervall på hvile elektrokardiogram, resulterer i en elektrisk predisposisjon for potensielt dødelig ventrikulær arytmi som torsades de pointes. Mens en rekke gener har vært knyttet til utvikling av denne sykdommen, mutasjoner i KCNQ1-kodet jegKs kalium (KCNQ1, Kv7.1) er årsaken til LQTS type 1 og benyttes som et eksempel under6. Illustrere kompleksiteten i variant tolkning, har tilstedeværelse av sjeldne varianter i LQTS-assosiert gener, såkalte "bakgrunn genetisk variasjon" vært beskrevet tidligere7,8.
I tillegg til store samling-stil databaser av kjente sykdomsfremkallende varianter finnes flere strategier for å forutsi effekten forskjellige variantene vil produsere. Noen er basert på algoritmer, som SIFT og Polyphen 2, som kan filtrere stort antall romanen ikke-synonymt varianter å forutsi deleteriousness9,10. Til tross for bred bruk av disse verktøyene begrenser lav spesifisitet deres anvendelse når det gjelder "kaller" klinisk VUSs11. "Signal-til-støy" analyse er et verktøy som identifiserer sannsynligheten for en variant knyttes sykdom basert på frekvensen av kjente patologisk variasjon på loci aktuelle normalisert mot sjelden genetisk variasjon fra en populasjon. Varianter lokalisere til genetisk loci hvor det er en høy utbredelse av sykdomsassosierte mutasjoner sammenlignet med befolkningen-baserte varianten, en høy signal-til-støy, er mer sannsynlig å være sykdomsassosierte seg selv. Videre, sjeldne varianter finnes forresten lokalisere til et gen ofte sjeldne befolkningen varianter sammenlignet sykdomsassosierte frekvens, en lav signal-til-støy, kan være mindre sannsynlig å bli sykdomsassosierte. Diagnoseverktøy for signal-til-støy analyse er illustrert i siste retningslinjene for genetisk testing for cardiomyopathies og channelopathies; men har det bare vært ansatt på hele genet nivå eller domene-spesifikke nivå12. Nylig gitt økt tilgjengelighet av både patologisk varianter (sykdom databaser, Kohortstudier i litteraturen) og befolkningen kontrollen varianter (Exome aggregering Consortium, ExAC og genom aggregering databasen, GnomAD13) Dette er utlignet til individuelle aminosyre posisjonene i den primære sekvensen av et protein. Aminosyren nivå signal-til-støy analyse har vist seg nyttig i kategorisere forresten identifiserte varianter i gener forbundet med LQTS som sannsynligvis "bakgrunn" genetisk variasjon snarere enn sykdomsassosierte. Blant de tre store genene knyttet til LQTS, inkludert KCNQ1, manglet disse forresten identifiserte varianter en betydelig signal-til-støy-forhold, antyder at frekvensen av disse variantene på individuelle aminosyre posisjoner gjenspeiler sjeldne befolkningen variasjon i stedet for sykdomsassosierte mutasjoner. Videre, når protein-spesifikke domenetopologi var kledde mot områder med høy signal-til-støy, patologisk mutasjon "hotspots" lokalisert til viktige funksjonelle domener proteiner14. Denne metodikken holder løftet i bestemme 1) sannsynligheten en variant eller befolkningen-sykdomsassosierte og 2) identifiserer romanen kritisk funksjonell domener av et protein forbundet med menneskelig sykdom.

<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

Fremskritt av kostnader og hastigheten på neste generasjon genetisk sekvensering har generert en eksplosjon av klinisk hele exome og hele genomet testing. Mens dette har ført til økt identifikasjon av sannsynlig patogene mutasjoner assosiert med genetisk syndromer, har det også dramatisk økt antall forresten funnet genetisk varianter av ukjent betydning (VUS). Avgjøre klinisk signifikans i disse variantene er en stor utfordring for både forskere og klinikere. En tilnærming til å bistå i å bestemme sannsynligheten for virusets er signal-til-støy analyse på protein sekvens nivå. Denne protokollen beskriver en metode for aminosyre nivå signal-til-støy analyse som utnytter variant frekvens på hver aminosyre posisjon av protein med kjente protein topologi å identifisere områder av primære sekvensen med forhøyet sannsynligheten for patologisk variant (i forhold til befolkningen "bakgrunn" variant). Denne metoden kan identifisere aminosyre rester plasseringen "hotspots" av høy patologisk signal, som kan brukes til å forbedre den diagnostiske vekten av VUSs som de identifiseres av neste generasjon genetisk testing.

En representant resultat for aminosyre nivå signal til Støyanalyse for KCNQ1 er avbildet i figur 6. I dette eksemplet sjeldne varianter i GnomAD kohort (kontroll kohort), som forresten-identifisert WES varianter (eksperimentell kohort #1) og LQTS tilfelle-assosiert varianter sannsynlig sykdomsassosierte (eksperimentell kohort #2) vises. Videre normalisert signal-til-støy analysen sammenligne WES og LQTS kohort variant frekvensen mot GnomAD variant frekvens...

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

Aminosyren nivå signal-til-støy analyse bestemmer utbredelsen av genetisk variasjon på en gitt aminosyre posisjon normalisert til bakgrunnen genetisk variasjon av en gitt befolkning. Dette gir identifikasjon av variant "hotspots" i en sekvens med protein (signal) som stiger over frekvensen av sjeldne varianter i en befolkning (støy).

Bestemme sannsynligheten for Variant virusets aminosyre nivå Signal-til-støy analyse av genetisk variasjon

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

Aminosyrenivå signal-til-støy analyse, gir et mål på sannsynligheten for at en genetisk variant er forbundet med en sykdomstilstand, eller er en del av naturlig genetisk variasjon i befolkningen. Denne teknikken utnytter to store genetiske ressurser, sykdomsrelaterte mutasjoner, tilgjengelig i litteraturen, eller i det offentlige rom med befolkningsbaserte exsome- og genomstudier, som identifiserer sjelden genetisk varians. For å identifisere et bestemt gen og spleis isoform av interesse, åpne Ensembl hjemmeside og velg arten fra rullegardinmenyen.Skriv inn akronymet for genet av interesse, og klikk gå. Velg koblingene som tilsvarer interessegen og transkripsjonsinteressen, og ID-en av interesse fra Transkripsjon-tabellen. Legg merke til transkripsjonsspesifikk RNA-transkripsjon og proteinprodukt av RNA-transkripsjonsidentifikasjonsnumre i referansesekvenskolonnen i transkripsjonstabellen for fremtidig referanse.Velg koblingen som er knyttet til proteinproduktet av RNA-transkripsjons-ID-nummeret for å åpne en ny nettside fra National Center for Biotechnology Information, eller NCBI Protein Database, og bla ned til Origin-delen for å få den primære proteinsekvensen for gentranskripsjonen av interesse. Rull deretter opp til Funksjoner-delen for å få en liste over proteinfunksjonene. Hvis du vil beregne en mindre allelefrekvens for hver aminosyreposisjon med en kontrollvariant, åpner du et grafisk kompatibelt regneark og oppretter en kolonne med posisjonene til alle eksperimentelle varianter.Fjern varianttekstene for å la bare variantstillingene og sortere variantene i stigende verdi for å identifisere hvilke stillinger som har mer enn én tilknyttet variant. Få summen av alle de mindre allelefrekvensene for en gitt posisjon, ved å kombinere den mindre allelefrekvensen for hver variant forbundet med en gitt posisjon, og beregne en mindre allelefrekvens for hver aminosyreposisjon med en eksperimentell variant. Deretter oppretter du en kolonne med aminosyreposisjoner som har eksperimentelle varianter, og beregner den mindre allelefrekvensen for alle variantene som er knyttet til denne posisjonen for alle variantposisjonene.Hvis du vil opprette et rullende gjennomsnitt av de mindre allelefrekvensene for både eksperimentelle og kontrollvarianter, oppretter du en kolonne som inneholder alle aminosyreposisjonene i iallet av interesse, og legger til en mindre allelefrekvens på null for alle posisjonene som ikke har varianter for både kontroll- og eksperimentelle datasett. Hvis du vil opprette et rullende gjennomsnitt for hver eksperimentelle og kontrollutbredelseskolonne, oppretter du en kolonne som representerer et rullende gjennomsnitt av den mindre allelefrekvensen for både kontroll- og eksperimentelle datasett, og i den rullende gjennomsnittlige kolonnen plasserer du gjennomsnittet av den respektive mindre allelefrekvensen for de fem variantposisjonene N terminal og C-terminalen til hver posisjon. For å beregne kohortens minimumsfrekvens, del den laveste mindre allelet identifisert av to og skriv inn denne verdien i en celle med kontrollen mindre allele frekvens på null.Dette vil unngå å dele med null, ved beregning av signal-til-støy-forholdet. For å beregne aminosyrenivå signal-til-støy-forholdet, del hver aminosyreposisjon eksperimentell rullende gjennomsnitt med det respektive kontrollrullende gjennomsnittet, og graf dette forholdet versus aminosyreposisjonen. For å identifisere konsensus aminosyre plasseringer av funksjonelle domener og funksjoner, eller områder av post translasjonell modifikasjon av protein av interesse, identifisere aminosyre posisjoner knyttet til protein domener og funksjoner og åpne NCBI nettsiden.Skriv inn proteinproduktet av RNA-transkripsjonen av proteinet av interesse i søkefeltet, og identifiser de kjente proteindomenene og -funksjonene, under Funksjoner. Identifiser og noter domenenavnet og typen og aminosyreposisjonene, og velg koblingen som tilsvarer funksjonen for å visualisere regionen på proteinet av interesse primærsekvens. Opprett en kolonne ved siden av signal-til-støy-kolonnen, slik at kolonnen for aminosyreposisjon kan refereres til, og identifisere cellene som svarer på N- eller C-terminalaspektet av hvert domene og funksjon.Deretter plasserer du en i hver celle, lager en graf med disse grensene på y-aksen og aminosyreposisjonen på x-aksen og legger denne grafen over med signal-til-støy-grafen. Hvis du vil tilordne individuelle variantposisjoner for overlegg av signal-til-støy-forholdet og proteindomenetopologigrafene, oppretter du en kolonne ved siden av domenefunksjonskolonnen slik at rader i kolonnen, tilsvarer aminosyreposisjonene og plasserer en i hver celle i den ekstra raden, tilsvarende en posisjon som inneholder en respektive variant. Deretter oppretter du en graf med denne kolonnen som y-aksen og aminosyren posisjonerer på x-aksen, og legger denne grafen med signal-til-støy og proteindomenetopologigrafer.Her er et representativt resultat for en aminosyrenivå signal-til-støy-analyse for kaliumspenningen inngjerdet kanal underfamilie Q-medlem ett gen avbildet. Sjelden varians identifisert i kontrollkohorten, og den eksperimentelle forresten identifiserte sunn sekvensering, og lange QT syndrom tilfelle assosierte varianter anses sannsynlig å være sykdom forbundet er vist. Signal-til-støy-analysene som sammenligner hele ekssomsekvenseringen, og den lange QT-syndromkohortvariantfrekvensen, normalisert mot kontrollkohortvariantfrekvensen, er også representert.I dette eksperimentet viste de lange QT-syndromet tilknyttede variantene høye signal-til-støy-forhold i domener som tilsvarer kanalf helle, selektivitetsfilteret og kaliumspenningen inngjerdet kanal underfamilie E-medlem ett bindende domene. Til sammenligning viste forresten identifiserte varianter i den sunne sekvenseringskohorten tydeligvis ikke spesifikke regioner med høy signal-til-støy-økning, noe som tyder på at disse variantene gjenspeiler bakgrunnsgenetisk variasjon. Denne metodikken kan brukes til å måle den diagnostiske vekten av varianter av ukjent betydning som oppstår under klinisk genetisk testing.

Research

JoVE Journal

Genetics

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

Sammenslåing absolutt og relativ Kvantitativ PCR data for å kvantifisere Stat3 spleisevariant Avskrifter

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

Analyse av c-KIT ligand-promotoren ved bruk av kromatinimmunutfelling

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

Grunnleggende og induserbart systemer for genetisk i Vivo endring av musen hepatocytter bruker etter halen blodåre injeksjon

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

En rask og kvantitativ metode for post-translasjonell modifikasjon og Variant aktivert tilordning av peptider å genomer

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

Isolering og karakterisering MicroRNA-baserte genetisk modifisering av menneskelig Dental hårsekken stamceller

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

Bestemme Egg befruktning Rate av Bemisia tabaci med en Cytogenetic teknikk

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

Semiconductor sekvensering for Preimplantation genetisk testing for avvik

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

Identifisering av mutasjoner ved høy oppløsning smelting i en TILLING befolkning på Rice

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

Genetisk kartlegging av Thermotolerance forskjeller mellom arter av Saccharomyces gjær via Genova-bredt gjensidige Hemizygosity Analysis

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

Tomatrottransformasjon etterfulgt av inokulasjon med Ralstonia Solanacearum for enkel genetisk analyse av bakteriell wiltsykdom

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