prin utilizarea secvențierii exomilor, studiile cu costuri fixe pot secvența probe la o adâncime mult mai mare decât s-ar putea realiza cu secvențierea întregului genom. Această adâncime suplimentară face ca secvențierea exome să fie potrivită pentru mai multe aplicații care au nevoie de apeluri de variante fiabile.
cartografierea variantelor Rare în tulburările complexe
studiile actuale de asociere s-au concentrat pe variațiile comune ale genomului, deoarece acestea sunt cele mai ușor de identificat cu testele noastre actuale. Cu toate acestea, s-a constatat că variantele cauzatoare de boli cu efect mare se află în exomi în studiile genice candidate și, din cauza selecției negative, se găsesc în frecvențe alele mult mai mici și pot rămâne netipate în testele standard actuale de genotipare. Secvențierea întregului genom este o metodă potențială de testare a variantei noi în genom. Cu toate acestea, în tulburările complexe (cum ar fi autismul), un număr mare de gene sunt considerate a fi asociate cu riscul de boală. Această eterogenitate a riscului de bază înseamnă că sunt necesare dimensiuni foarte mari ale eșantioanelor pentru descoperirea genelor și, prin urmare, secvențierea întregului genom nu este deosebit de rentabilă. Această problemă a dimensiunii eșantionului este atenuată de dezvoltarea unor noi metode analitice avansate, care mapează efectiv genele bolii, în ciuda faptului că mutațiile genetice sunt rare la nivel de variantă. În plus, variantele din regiunile de codificare au fost studiate mult mai extensiv, iar implicațiile lor funcționale sunt mult mai ușor de obținut, făcând aplicațiile practice ale variantelor din regiunea Exome vizată mai accesibile imediat.
secvențierea Exomilor în descoperirea genei variantelor rare rămâne un domeniu de cercetare foarte activ și continuu: până în prezent, puține gene asociate au fost descoperite până acum, dar există dovezi din ce în ce mai mari că o povară semnificativă a riscului este observată în seturi de gene.
descoperirea tulburărilor Mendelienedit
în tulburările mendeliene cu efect mare, constatările sugerează până acum unul sau un număr foarte mic de variante din cadrul genelor de codificare stau la baza întregii afecțiuni. Din cauza severității acestor tulburări, cele câteva variante cauzale sunt presupuse a fi extrem de rare sau noi în populație și ar fi ratate de orice test standard de genotipare. Secvențierea Exome oferă apeluri de variante de acoperire ridicată în regiunile de codificare, care sunt necesare pentru a separa variantele adevărate de zgomot. Un model de succes al descoperirii genei mendeliene implică descoperirea variantelor de novo folosind secvențierea trio, unde părinții și probandul sunt genotipați.
studii de Cazedit
Un studiu publicat în septembrie 2009 a discutat despre un experiment de dovadă a conceptului pentru a determina dacă a fost posibilă identificarea variantelor genetice cauzale folosind secvențierea exomilor. Ei au secvențiat patru indivizi cu sindromul Freeman-Sheldon (FSS) (OMIM 193700), o tulburare dominantă autosomală rară cunoscută a fi cauzată de o mutație a genei MYH3. Opt indivizi HapMap au fost, de asemenea, secvențiați pentru a elimina variantele comune pentru a identifica gena cauzală pentru FSS. După excluderea variantelor comune, autorii au reușit să identifice MYH3, ceea ce confirmă faptul că secvențierea exomului poate fi utilizată pentru a identifica variantele cauzale ale tulburărilor rare. Acesta a fost primul studiu raportat care a folosit secvențierea exomilor ca abordare pentru identificarea unei gene cauzale necunoscute pentru o tulburare mendeliană rară.ulterior, un alt grup a raportat diagnosticul clinic de succes al unui pacient suspectat de sindromul Bartter de origine turcă. Sindromul Bartter este o boală renală care irosește sarea. Secvențierea exomilor a relevat o mutație recesivă neașteptată bine conservată într-o genă numită SLC26A3 care este asociată cu diaree congenitală de clorură (CLD). Acest diagnostic molecular al CLD a fost confirmat de clinicianul de referință. Acest exemplu a oferit dovada conceptului de utilizare a secvențierii întregului exom ca instrument clinic în evaluarea pacienților cu boli genetice nediagnosticate. Acest raport este privit ca prima aplicație a tehnologiei de secvențiere de generație următoare pentru diagnosticul molecular al unui pacient.
un al doilea raport a fost realizat pe secvențierea exomică a persoanelor cu o tulburare mendeliană cunoscută sub numele de sindromul Miller (mim#263750), o tulburare rară de moștenire autosomală recesivă. Au fost studiați doi frați și doi indivizi fără legătură cu sindromul Miller. Ei au analizat variante care au potențialul de a fi patogene, cum ar fi mutații non-sinonime, site-uri acceptoare și donatoare de îmbinare și inserții sau ștergeri scurte de codificare. Deoarece sindromul Miller este o tulburare rară, este de așteptat ca varianta cauzală să nu fi fost identificată anterior. Studiile anterioare de secvențiere exomică a polimorfismelor unice nucleotidice comune (SNP) în bazele de date publice SNP au fost utilizate pentru a exclude în continuare genele candidate. După excluderea acestor gene, autorii au descoperit mutații în DHODH care au fost împărtășite între persoanele cu sindrom Miller. Fiecare individ cu sindrom Miller a fost un heterozigot compus pentru mutațiile DHODH care au fost moștenite, deoarece fiecare părinte al unui individ afectat s-a dovedit a fi purtător.
aceasta a fost prima dată când s-a demonstrat că secvențierea exomilor identifică o genă nouă responsabilă de o boală mendeliană rară. Această descoperire interesantă demonstrează că secvențierea exomilor are potențialul de a localiza genele cauzale în bolile complexe, ceea ce anterior nu a fost posibil din cauza limitărilor metodelor tradiționale. Captarea țintită și secvențierea masivă paralelă reprezintă o strategie rentabilă, reproductibilă și robustă, cu sensibilitate și specificitate ridicate, pentru a detecta variantele care provoacă modificări ale codificării proteinelor în genomul uman individual.
diagnostic Clinicedit
secvențierea Exomului poate fi utilizată pentru a diagnostica cauza genetică a bolii la un pacient. Identificarea mutației genetice a bolii de bază poate avea implicații majore pentru abordările diagnostice și terapeutice, poate ghida predicția istoricului natural al bolii și face posibilă testarea membrilor familiei cu risc. Există mulți factori care fac secvențierea exomilor superioară analizei unei singure gene, inclusiv capacitatea de a identifica mutații ale genelor care nu au fost testate din cauza unei prezentări clinice atipice sau capacitatea de a identifica cazurile clinice în care mutațiile din diferite gene contribuie la diferitele fenotipuri la același pacient.
după diagnosticarea unei cauze genetice a unei boli, aceste informații pot ghida alegerea tratamentului adecvat. Prima dată când această strategie a fost efectuată cu succes în clinică a fost în tratamentul unui copil cu boală inflamatorie intestinală. O serie de diagnostice convenționale au fost utilizate anterior, dar rezultatele nu au putut explica simptomele sugarului. Analiza datelor de secvențiere a exomilor a identificat o mutație în gena XIAP. Cunoașterea funcției acestei gene a ghidat tratamentul sugarului, ducând la un transplant de măduvă osoasă care a vindecat copilul de boală.
cercetătorii au folosit secvențierea exomilor pentru a identifica mutația de bază pentru un pacient cu sindrom Bartter și diaree congenitală cu clorură. Grupul lui Bilgular a folosit, de asemenea, secvențierea exomilor și a identificat mutația de bază pentru un pacient cu malformații cerebrale severe, afirmând „evidențiați utilizarea secvențierii exomilor întregi pentru a identifica locii bolii în Setări în care metodele tradiționale s-au dovedit provocatoare… Rezultatele noastre demonstrează că această tehnologie va fi deosebit de valoroasă pentru descoperirea genelor în acele condiții în care cartografierea a fost confundată de eterogenitatea locusului și incertitudinea cu privire la limitele clasificării diagnostice, indicând un viitor luminos pentru aplicarea sa largă în medicină”.
cercetătorii de la Universitatea din Cape Town, Africa de Sud au folosit secvențierea exomilor pentru a descoperi mutația genetică a CDH2 ca cauză principală a unei tulburări genetice cunoscute sub numele de cardiomiopatie ventriculară dreaptă aritmogenă (arvc)’ care crește riscul de boli de inimă și stop cardiac.
direct-to-consumer Exome sequencingEdit
Mai multe companii au oferit secvențierea exome consumatorilor.
Knome a fost prima companie care a oferit servicii de secvențiere exome consumatorilor, la un cost de câteva mii de dolari. Mai târziu, 23andMe a condus un program pilot Wes care a fost anunțat în septembrie 2011 și a fost întrerupt în 2012. Consumatorii ar putea obține date exome la un cost de 999 USD. Compania a furnizat date brute și nu a oferit analize.
în noiembrie 2012, DNADTC, o divizie de Gene de Gene a început să ofere exomes la 80x acoperire și prețul introductiv de $695. Acest preț pe site-ul web DNADTC este în prezent $895. În octombrie 2013, BGI a anunțat o promoție pentru secvențierea personală a întregului exom la o acoperire de 50X pentru 499 USD. În iunie 2016, Genos a reușit să obțină un preț și mai mic de 399 USD cu un exom de consum certificat CLIA 75x secvențiat din salivă.