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 поддерживается путем национальных институтов из здравоохранения K08-HL136839.

1. Определите гена и конкретных Splice изоформы интереса
Примечание: Здесь мы продемонстрировать использование Ensembl15 определить последовательность консенсуса для гена интереса, который связан с патогенез заболевания интереса (то есть KCNQ1 мутации связаны с ...

<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>

Высок объём генетическое тестирование передовые резко в ее применения и доступности в последнее десятилетие. Однако во многих заболеваний с устоявшейся генетических основ, таких как кардиомиопатии, расширенного тестирования не удалось улучшить диагностический выход21. К...

Быстрое улучшение генетического секвенирования платформ изменила доступности и роли генетики в медицине. После только одного гена, или горсть генов, сокращение расходов и увеличение скорости следующего поколения, генетического секвенирования привело обычной последовательности весь геном программирования последовательности (exome вся последовательность, Уэс) и весь геном ( всего генома, РГ) в клинических условиях. Уэс и WGS были использованы часто в параметре тяжелобольным новорожденных и детей с обеспокоенностью за генетическим синдромом где это доказано диагностический инструмент, который может изменить клинического управления1,2. Хотя это привело к увеличению идентификации вероятно патогенных мутаций, связанных с генетическими синдромами, он также резко возросло количество случайно найденный генетических вариантов, или неожиданные положительные результаты, неизвестных диагностики значение (VUS). Хотя некоторые из этих вариантов не учитываются и не сообщается, варианты локализации для гены, связанные с потенциально смертельным или весьма болезненный заболеваний часто сообщают. Нынешние руководящие принципы рекомендуют отчетности непредвиденных вариантов в конкретных генов, которые могут быть медицинская польза для пациента, включая гены, связанные с развитием внезапной сердечной смерти предрасполагающие заболеваний, таких как кардиомиопатии и channelopathies3. Хотя эта рекомендация была разработана для захвата людей риску заболевания SCD-предрасполагающие, чувствительность вариант определения намного превышает специфичности. Это находит свое отражение в растущее число VUSs и кстати выявлены варианты с неясными диагностики Утилита, которая намного превышает частоту соответствующих заболеваний в данной популяции4. Один такой болезни, долго QT синдром (LQTS), является каноническим сердечной channelopathy, вызванных мутациями, локализация генов, кодирующих сердца ионных каналов, или каналов взаимодействия белки, что приводит к задержки сердца реполяризации5. Эта задержка реполяризации, видели длительного интервала QT на отдыха электрокардиограмма, приводит к электрической предрасположенность к потенциально смертельным желудочковых аритмий, например torsades de pointes. Хотя количество генов были связаны в развитие этого заболевания, мутации в KCNQ1-кодировке яKs калия канал (KCNQ1, Kv7.1) является причиной LQTS типа 1 и используется в качестве примера ниже6. Иллюстрирующих сложность в вариант интерпретации, наличие редких вариантов в LQTS-связанных генов, так называемые «фон генетической вариации» был ранее описанных7,8.
В дополнение к большой сборник стиль баз известных патогенных вариантов для предсказывая будет производить эффект различные варианты существуют несколько стратегий. Некоторые основаны на алгоритмы, такие как ПРОСЕЯТЬ и 2 Polyphen, которые можно отфильтровать большое количество роман не синонимами вариантов предсказать deleteriousness9,10. Несмотря на широкое использование этих инструментов низкой специфичности ограничивает их применимости, когда дело доходит до «вызова» клинических VUSs11. «Сигнал шум» анализ — инструмент, который определяет вероятность того вариант, связанный с болезнью, основываясь на частоте известных патологические изменения на локусов в вопросе нормализации против редких генетических отклонений от населения. Локализация для генетических локусов варианты там, где высокая распространенность болезней связанных мутаций, по сравнению с населения на основе вариации, высокий сигнал шум, являются скорее болезнь связанные сами. Кроме того, редкие варианты нашел кстати локализации к гену с высокой частотой редких населения вариантов по сравнению с болезнь связанные частоты, низкий сигнал шум, может быть меньше шансов быть связанных заболеваний. Утилиты диагностики сигнал шум анализа была показана в последних руководящих принципах генетического тестирования, кардиомиопатии и channelopathies; Однако он только работал на уровне весь ген или доменного уровня12. Недавно учитывая увеличение объема патологической варианты (болезнь баз данных, когортные исследования в литературе) и варианты управления на основе населения (консорциум агрегации Exome, ExAC и агрегирования данных генома, GnomAD13), Это был применен к позиции отдельных аминокислот в рамках первичной последовательности белка. Аминокислоты уровня сигнала к шуму анализ оказался полезным в классификации кстати выявленных вариантов в генах, связанные с LQTS как вероятно генетической вариации «фон» вместо того, чтобы связанные заболевания. Среди трех основных генов, связанных с LQTS, включая KCNQ1эти кстати выявленных вариантов отсутствуют значительные соотношения сигнал шум, предполагая, что частота этих вариантов на позициях отдельных аминокислот отражают редкий населения вариации, а не связанных заболеваний мутации. Кроме того, когда белок доменного топологии был обложил против областях высокий сигнал шум, патологический мутации «горячих точек», локализованные в ключевых функциональных областях белки14. Эта методология является перспективным в определения что 1) вероятность того вариант болезни или населения, связанных и 2) роман критических функциональные домены белка, связанные с заболеваний человека.

<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

Прогресс в стоимость и скорость следующего поколения генетическое секвенирование вызвали взрыв клинических весь exome и тестирования всего генома. Хотя это привело к увеличению идентификации вероятно патогенных мутаций, связанных с генетическими синдромами, он также резко возросло количество кстати нашел генетических вариантов неизвестное значение (VUS). Определение клиническое значение из этих вариантов является серьезной проблемой для ученых и клиницистов. Подход для оказания помощи в определении вероятности патогенности является анализ сигнал шум на уровне последовательности белка. Этот протокол описывает метод для анализа сигнал шум аминокислоты уровня, который использует вариант частоты в позиции каждой аминокислоты белка с топологией известных белков для выявления областей первичной последовательности с повышенной вероятностью патологические изменения (относительно населения «фон» вариант). Этот метод можно определить аминокислотных остатков местоположение «горячих точек» высокой патологический сигнал, который может использоваться для уточнения диагностических вес VUSs например тех, которые определены следующего поколения генетического тестирования.

Представитель результат аминокислоты уровень сигнала анализ шума для KCNQ1 изображен на рисунке 6. В этом примере, редких вариантов, определенных в GnomAD когорты (когорта управления), кстати выявлены варианты Уэс (экспериментальная когорты #1) и LQTS дело связ?...

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

Аминокислоты уровня сигнала к шуму анализ определяет распространенности генетической вариации в данной аминокислоты позиции нормированы фон генетической вариации населения. Это позволяет для идентификации вариант «горячих точек» в последовательности белка (сигнал), который поднимается выше частота редких вариантов в популяции (шум).

Определение вероятности варианта патогенности, используя аминокислоты уровня сигнала к шуму анализ генетической изменчивости

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

Анализ сигнала к шуму на уровне аминокислот, обеспечивает меру вероятности того, что генетический вариант связан с состоянием заболевания, или является частью естественных генетических изменений в популяции. Этот метод использует два больших генетических ресурсов, связанных с болезнями мутаций, доступных в литературе, или в общественном достоянии с населением на основе exsome и генома исследований, которые определяют редкие генетические дисперсии. Чтобы определить конкретный ген и сращивание isoform интереса, откройте домашнюю страницу Ensembl и выберите вид из меню высадки.Введите аббревиатуру для гена интереса, и нажмите кнопку идти. Выберите ссылки, соответствующие гену интереса и транскрипционные интересы, и идентификатор интереса из таблицы Стенограмма. Обратите внимание на стенограмму конкретной рнк стенограммы и белковый продукт РНК стенограммы идентификационных номеров в колонке эталонной последовательности таблицы стенограммы для будущей ссылки.Выберите ссылку, связанную с белковый продукт РНК стенограмма ID номер, чтобы открыть новую веб-страницу из Национального центра биотехнологической информации, или NCBI Белковая база данных, и прокрутите вниз в раздел происхождения, чтобы получить первичную последовательность белка для гена стенограммы интереса. Затем прокрутите до раздела Особенности, чтобы получить список белковых функций. Чтобы вычислить незначительную частоту аллелей для каждого аминокислотного положения с вариантом управления, откройте таблицу, способную к графику, и создайте столбец позиций всех экспериментальных вариантов.Удалите тексты вариантов, чтобы оставить только вариант позиции и сортировать варианты в восходящем значении, чтобы определить, какие позиции имеют более одного связанного варианта. Получить сумму всех незначительных частот аллелей для данной позиции, объединив незначительную частоту аллелей для каждого варианта, связанного с данной позицией, и рассчитать незначительную частоту аллелей для каждой аминокислотной позиции с экспериментальным вариантом. Далее создайте столбец аминокислотных позиций, которые имеют экспериментальные варианты, и вычислить незначительную частоту аллелей всех вариантов, связанных с этой позицией для всех вариантов позиций.Чтобы создать скользящее среднее значение незначительных частот аллелей как для экспериментальных, так и для контрольных вариантов, создайте столбец, содержащий все аминокислотные позиции в гене интереса, и добавьте незначительную частоту аллелей ноль для всех позиций, которые не имеют вариантов как для управления, так и для экспериментальных наборов данных. Чтобы создать скользящее среднее значение для каждого экспериментального и контрольного столбца распространенности, создайте столбец, представляющий скользящую среднюю частоту незначительного аллеля как для элементов управления, так и для экспериментальных наборов данных, а в скользящем среднем столбце поместите среднюю частоту соответствующего незначительного аллеля для пяти вариантов позиций N-терминала и терминала C в каждой позиции. Чтобы рассчитать минимальную частоту когорты, разделите самый низкий незначительный аллель, идентифицированный на два, и введите это значение в любой ячейке с контрольной незначительной частотой аллелей ноль.Это позволит избежать деления на ноль при расчете соотношения сигнала к шуму. Для расчета соотношения сигнала к шуму на уровне аминокислот разделите каждую аминокислотную позицию экспериментального скользящего среднего на соответствующий контрольный скользящий средний показатель и на графике это соотношение по сравнению с аминокислотным положением. Для определения консенсуса аминокислотных местоположений функциональных доменов и функций, или областей пост-трансляционной модификации белка интереса, определить аминокислотные позиции, связанные с белковыми доменами и функциями, и открыть веб-страницу NCBI.Введите белковый продукт РНК стенограммы белка интереса в поле поиска, и определить известные области белка и особенности, в соответствии с особенностями. Определите и обратите внимание на доменное имя и тип и аминокислотные позиции и выберите ссылку, соответствующую функции, чтобы визуализировать область на протеине первичной последовательности интересов. Создайте столбец рядом с столбецом сигнала к шуму, чтобы можно было ссылаться на столбец положения аминокислоты и идентифицировать ячейки, соответствующие аспекту терминала N или C каждого домена и функции.Затем поместите по одному в каждую ячейку, создайте график с этими границами на оси и аминокислотном положении на х-оси и наложить этот график с графиком сигнала к шуму. Чтобы сопоставить отдельные варианты позиций для наложения соотношения сигнала к шуму и топологии белковых доменов, создайте столбец рядом с столбецом функции домена таким образом, чтобы строки в столбце соответствовали аминокислотным позициям, и поместите по одному в каждую ячейку в добавленную строку, соответствующую позиции, содержащей соответствующий вариант. Затем создайте график с этой колонкой в качестве оси и аминокислотных позиций на х-оси, и наложить этот график с сигналом к шуму и белковой области топологии графиков.Здесь показан репрезентативный результат анализа сигнала к шуму на уровне аминокислот для подсемейство закрытого канала калия. Показаны редкие отклонения, выявленные в когорте контроля, и экспериментальные случайно выявленные целые экссом секвенирования, и длинный синдром ЗТ связанных вариантов считается, вероятно, связанных с болезнью. Также представлены анализы сигнала к шуму, сравнивающие все exsome секвенирование, и длинная частота когортного варианта синдрома ЗТ, нормализованная по сравнению с частотой варианта когорты контроля.В этом эксперименте, длинные связанные с синдромом ЗТ варианты продемонстрировали высокие соотношения сигнала к шуму в доменах, соответствующих каналу заливки, фильтру селективности и закрытому подсемейому каналу калия E-члену одного связывающего домена. Для сравнения, случайно выявленные варианты во всей экссометной когорте секвенирования не продемонстрировали четко конкретные области высоты высокого сигнала к шуму, предполагая, что эти варианты отражают фоновые генетические вариации. Эта методология может быть применена для оценки диагностического веса вариантов неизвестного значения, которые возникают в ходе клинических генетических испытаний.

Research

JoVE Journal

Genetics

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

Слияние абсолютной и относительной количественной ПЦР данных для количественного определения Stat3 сплайсированный вариант Transcripts

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

Анализ промотора c-KIT-лиганда с использованием иммунопреципитации хроматина

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

Учредительные и индуцибельной систем для генетических в естественных условиях изменения мыши гепатоцитов, используя инъекции Вену гидродинамических хвост

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

Быстрый и количественный метод для столб-поступательные изменения и вариант включено сопоставление пептидов в геномов

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

Изоляция, характеристика и микроРНК основе генетической модификации человека Стоматологическая фолликула стволовых клеток

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

Определения скорости оплодотворение яйца Bemisia tabaci с помощью цитогенетического техника

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

Полупроводниковое секвенирование для предимплантационного генетического тестирования на анеуплоидию

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

Выявление мутаций путем таяния высокого разрешения в TILLING населения риса

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

Генетическое картирование различий термотерпимости между видами дрожжей Сахаромицес с помощью геномно-широкого взаимного анализа гемизигоси

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

Томатный корень Преобразование После прививки с Ralstonia Solanacearum для straightforward генетического анализа бактериальной болезни Wilt

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