识别基因关联研究中未检测到的变异
MiSeq系统和TruSeq Custom Amplicon可让您深入了解与运动后血压变化相关的变异。
识别基因关联研究中未检测到的变异
总结
概述
康涅狄格大学的研究人员想鉴定出全基因组外显子区域中与PEH相关的变异。
挑战
寻找一种经济、高效且可定制的途径来鉴定运动前后受试者样本中的PEH变异。
解决方案
Pescatello博士和她的同事选择用TruSeq Custom Amplicon构建定制panel，用以对41个基因的外显子进行测序。使用MiSeq系统对受试者样本进行扩增子测序。
优势
Panel的设计和扩增子测序过程都是可定制且简单透明的。该团队获得了重大成果，证明了中等强度和剧烈运动后，PEH变异存在基因型依赖性差异。该数据将作为基础，用以进行大规模的后续研究。
简介
康涅狄格大学的Linda S. Pescatello教授在这二十多年来一直在研究为什么运动后血压会发生变化。对于某些人来说，在进行剧烈运动或短期运动后的血压要比不进行运动的时候低，这种现象称为运动后低血压（PEH）。Pescatello博士猜测，与高血压，肾功能和结构以及对慢性或长期运动（运动训练）的血压反应相关的遗传变异也可能与PEH相关。
Pescatello博士和她的团队于2001年开始研究运动基因组学。在这个运动项目中，他们收集了90名参与者的血液样本，然后进行了候选基因关联研究。他们评估了曾报告与高血压有关的肾多态性，发现了几种与PEH相关的变异。
“但是很明显，通过鉴定变异来开展基因关联研究存在随机性，”Pescatello博士说道，“这就像钓鱼一样。我们意识到，新一代测序（NGS）能使我们同时对基因组中更多的区域进行研究。”
"……很明显，通过鉴定变异来开展关联研究存在随机性。这就像钓鱼一样。我们意识到，NGS能使我们同时对基因组中更多的区域进行研究。"
协同努力
Pescatello博士和她的同事开始同杰克森实验室科学服务部的基因组技术团队进行合作。二十三名受试者（14名非裔美国人，9名白人）参与了运动研究，在运动前和运动后进行了血样采集。为了鉴定与PEH相关的变异，杰克森实验室建议使用MiSeq系统进行扩增子测序。
首先，该团队需要创建一个靶向基因panel。“我们不希望有任何预先设计好的东西，”Pescatello博士说。“再者，我们试图避免收集太多信息。我们与Illumina合作构建了一个定制扩增子panel。”
定制与透明
“我们对文献进行了全面的检索，找到了41个基因,”Pescatello博士补充道，“这些变异包括我们在基因关联研究中所发现的肾变异，以及其他研究者发现的与运动后血压反应、高血压或肥胖相关的变异。我们将这41个基因提交给Illumina，并告诉他们我们想对这些基因的外显子进行测序。”
该团队选择TruSeq Custom Amplicon进行扩增子测序，这是一种基于扩增子的靶向重测序分析方法。“我与我们系统基因组学研究所的人员进行了讨论，他们也认为TruSeq Custom Amplicon是正确的选择，”Pescatello博士说。“这类研究中的噪声太多了。消除噪声的能力越强，获得的结果就越好。”
Illumina指导了研究团队的成员如何使用DesignStudio™软件，这是一款易于使用的在线工具。他们创建了一个TruSeq Custom Amplicon寡核苷酸探针panel，以生成1214个扩增子，大小范围为225–275 bp。
"TruSeq Custom Amplicon满足了我们的期望，并且还提供了意料之外的惊喜。我们的匹配率非常惊人……我们发现的关联比我们最初以为的要多。"
快速、重要的结果
样本的扩增子测序由杰克森实验室进行，几周内就获得了数据。“这并不需要很长时间，”Pescatello博士补充说。“考虑到所涉及的人数，整个过程非常透明，我们获得了高质量的数据。”
“TruSeq Custom Amplicon满足了我们的期望，并且还提供了意料之外的惊喜，”Pescatello说道。“我们的匹配率非常惊人。panel中有25%的基因与PEH相关。其中有75%的基因与PEH的关联在非裔美国人和白人之间存在差异。我们发现的关联比我们最初以为的要多。”
愉快的体验
Pescatello博士打算再次与Illumina合作进行一项后续运动研究，评估一个由200多个基因组成的首选panel。她说：“这次的体验非常愉快。”“我知道自己想做什么，但是如果没有杰克森实验室和Illumina的帮助，我永远都做不到。我们取得了如此巨大的成功，以至于我不会再选择其他的合作伙伴。显然，我们很幸运能与Illumina一起合作。”
查看有关这项研究的更多信息：
深入了解本文所使用的Illumina系统和产品：
MiSeq系统，www.illumina.com/systems/sequencing-platforms/miseq.html
TruSeq Custom Amplicon Kit，www.illumina.com/products/by-type/sequencing-kits/library-prep-kits/truseq-custom-amplicon.html
DesignStudio软件，www.illumina.com/informatics/research/experimental-design/designstudio.html