圖片1.jpg

    全外顯子定序(whole exome sequence, WES)在臨床上能夠快速作為單基因突變所導致的疾病檢測,同時在研究領域中更被用於探討多基因突變的複雜疾病,像是腫瘤糖尿病高血壓等。美國國家衛生研究院(NIH)心肺血液研究單位更是利用外顯子定序計畫(Exome Sequencing Project,ESP)探討基因與心肺及心血管相關疾病間的關聯性、功能及機制。另外,美國癌症基因體圖譜計畫TCGA (The Cancer Genome Atlas )與國際癌症基因組聯盟ICGC (International Cancer Genome Consortium)也都透過外顯子定序等定序技術及生物資訊分析,探討癌症相關致病基因及位點的變化[1]

那什麼是全外顯子定序(whole exome sequence, WES)?

    顧名思義就是將全部的外顯子做定序,那為什麼要這麼做呢?人類基因體(Genome)大約有30億個鹼基對,總共約有23000個基因,而其能轉譯成蛋白質的外顯子(exome)含有18萬個,共有3000萬個鹼基對占人體全部鹼基對的1%,目前科學證實,大多數DNA突變引起的疾病(約有85%)都發生在外顯子區域的序列變異[2,3],因此全外顯子定序(whole exome sequence, WES)相對於全基因組定序(whole genome sequence, WGS)雖然不能完整得到基因資訊,但卻更加經濟高檢測覆蓋率[4]

圖片2.jpg

圖一、基因突變會導致疾病發生

    外顯子定序能檢測不同的外顯子組序列變異,包含:單核甘酸變異(single nucleotide variants, SNVs)、插入或刪除短片段變異(insert or delete short segment, InDels)、及拷貝數變異(copy number variations, CNVs)等,同時搭配已知文獻中的生物資訊分析、線上資料庫工具做系統性地分析彙整,依序進行序列比對(Map)、序列異變分析(Variant Analysis)、探討可能的異變及其功能、重要性與生物意義等,提供一個完整的基因突變研究方法[4]

圖片3.jpg

圖二、台灣生物資訊核心設施(Taiwan Bioinformatics Institute)建立的外顯子組序列變異分析流程

圖片4.jpg

圖三、過去文獻中利用Exome Sequencing定序分析用藥前與用藥後基因變異點位的差異

    全外顯子定序常見的應用,可用在癌症基因遺傳性疾病藥物敏感性飲食過敏慢性病膚質等相關疾病的基因檢測,提供完整基因資訊及相關知識,讓檢測者能夠在疾病發生前提早做預防或準備,讓傷害降到最低,同時也幫助下一代更健康[5]

圖片5.jpg

圖四、全外顯子定序常見的應用

    當然,全外顯子定序還是有他的缺點,如果當致病基因不在外顯子當中,或者是某基因序列被複製或刪除,但基因序列本身並沒有改變,這樣的情況也是無法偵測到[6]。所以如果是檢測已知的基因突變,全外顯子定序是一個既方便且經濟的檢測方式,但如果是要用於科學未知的研究,則需要搭配更多的配套措施,做反覆性的驗證才能確保實驗的真實性。

 

參考資料:

1. Yourgene Health http://t.cn/EyAyZpm

2. Ng SB et al. "Targeted capture and massively parallel sequencing of 12 human exomes". Nature 2009. 461 (7261): 272–276.

3. Choi M et al. "Genetic diagnosis by whole exome capture and massively parallel DNA sequencing". PNAS 2009. 106 (45): 19096–19101.

4. TBI台灣生物資訊核心http://www.tbi.org.tw/enews/Nvol09/index.html

5. 解讀基因股份有限公司http://t.cn/EywDJGV

6. 科學月刊社 http://scimonth.blogspot.com/2015/05/blog-post_22.html

基因叔叔 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()