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

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 קליני^1,2. 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 אני_Ks 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 לעיל^7,8.

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 deleteriousness^9,10. 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.