Создан эталон для обнаружения крупных генетических мутаций, связанных с серьёзными заболеваниями

Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) разработали метод, позволяющий лабораториям оценить точность обнаружения крупных мутаций в геноме человека — больших вставок и делеций (удалений). Новый метод и эталонный материал помогут исследователям, клиническим лабораториям и разработчикам технологий выявлять пропускаемые сейчас крупные изменения генома и снижать число ложных срабатываний.

Результаты представлены в журнале Nature Biotechnology.

Проблема обнаружения

Многие серьёзные заболевания, включая аутизм, шизофрению и сердечно-сосудистые расстройства, связаны с мутациями в ДНК. Однако крупные мутации, составляющие лишь небольшую долю от общего генома (~6.4 миллиарда пар оснований), до сих пор было сложно детектировать. Это связано с тем, что наиболее распространённые технологии секвенирования работают с относительно короткими фрагментами генетического кода.

Создание эталона

Для формирования нового эталона NIST, работая в рамках консорциума Genome in a Bottle (GIAB), интегрировал результаты 19 различных методов анализа от участников консорциума. В работе использовались общедоступные данные GIAB по хорошо охарактеризованному набору человеческой ДНК из семьи восточноевропейских евреев-ашкенази (NIST Reference Material 8392).

Принцип работы и аналогия

«Подобно тому, как компания, производящая линейки, сверяет их с эталонной мерой, клинические лаборатории, занимающиеся секвенированием ДНК, могут анализировать эталонный материал NIST и сравнивать свои результаты с этим новым эталоном», — пояснил биомедицинский инженер NIST Джастин Зук.

Если представить геном как книгу, то эталон помогает учёным обнаружить отсутствующие (делеции) или добавленные (вставки) крупные главы. Секвенирование ДНК похоже на измельчение книги в шредере и последующее сравнение с похожей книгой (референтным геномом). Новые технологии секвенирования позволяют читать более длинные фрагменты, что облегчает поиск крупных вставок и делеций.

Значение для медицины

Эталон для крупных вставок и делеций повысит точность технологий секвенирования ДНК и методов анализа, снижая вероятность ошибок — ложноположительных и ложноотрицательных результатов. Это критически важно в клинической практике, где такие ошибки могут привести к пропуску мутации, вызывающей заболевание, и, как следствие, к неверному лечению.

Дальнейшие шаги

Следующие задачи для исследователей NIST включают характеристику сложных регионов генома, содержащих повторяющиеся последовательности. Технологии секвенирования и методы анализа продолжают совершенствоваться, позволяя работать со всё более сложными участками генома.