Что такое узел — и что нет — в картировании генома
Картирование генома даёт общую картину секвенированной ДНК с разрешением около 2000 пар оснований (п.о.), в отличие от понуклеотидного разрешения секвенирования. Этот метод позволяет изучать огромные интактные молекулы длиной от 150 000 до 1 миллиона п.о., выявляя крупные структурные вариации.
Новое исследование, опубликованное в журнале Biomicrofluidics, направлено на преодоление проблемы узлов ДНК, которые могут возникать при картировании в наноканалах. Компания BioNano Genomics использует этот метод: ДНК метят флуоресцентными метками и вводят в наноканалы, где молекула растягивается для считывания структурной информации.
Проблема узлов: Молекулярные узлы могут быть ошибочно интерпретированы как структурные вариации в последовательности генома.
Исследователи из Университета Миннесоты и BioNano Genomics использовали компьютерное моделирование, чтобы изучить вероятность образования и размер таких узлов в наноканалах.
Вызовы исследования:
- Очень низкая вероятность образования узлов.
- Необходимость моделирования огромных молекул, используемых в картировании.
- Обработка терабайтов данных, сгенерированных для миллионов цепей ДНК.
Ключевой вывод: "Мы обнаружили, что экспериментальные результаты не согласуются с равновесной статистической механикой... хотя обработка данных в экспериментах указывает на множество потенциальных случаев образования узлов, мы не можем однозначно идентифицировать эти события как узлы", — заявил ведущий автор работы Кевин Дорфман.
Это означает, что яркие пятна, наблюдаемые в экспериментах и потенциально принимаемые за узлы, могут иметь иную природу.
Значение и дальнейшие шаги:
- Образование узлов — не внутренняя проблема метода картирования.
- Если узлы образуются редко, это упрощает обработку данных.
- Если же наблюдаемые артефакты имеют другое происхождение, их можно устранить, изменив протокол эксперимента.
- Для разрешения расхождений необходимы новые эксперименты по сбору динамических данных о движении предполагаемых узлов.