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Quality Statement

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高頻度な多型の免疫遺伝子における複雑なハプロタイプを解明

HLA遺伝子とキラー免疫受容体(KIR)遺伝子クラスターからなる主要組織適合性(MHC) は、自己免疫、ウィルス感染、生殖障害、移植片対宿主病、そしてがんなど様々な疾患状態に関与する重要な免疫ハプロタイプを示します。こうした疾患のメカニズムや免疫システムの進化に関する研究はこれまで多くされてきましたが、このゲノム領域では連鎖不均衡、高い遺伝子密度、コピー数多型、複雑で大きなリピート、そして高頻度に発生する多型があり、ハプロタイプの特徴づけは困難でした1

完全なハプロタイプへのアクセス

PacBioの1分子リアルタイム(SMRT)シークエンスによるロングリードとターゲット濃縮手法を組み合わせることで、複雑なハプロタイプのリファレンスを必要としないde novoアセンブリが可能です。PacBioシステムを使えば、高精度でインピュテーションがないフェーズ化情報を手にすることができます。

  • 家系調査をすることなく、複雑な免疫領域のジェノタイプとハプロタイプを同時に解析
  • 疾患関連研究あるいは人種研究において、連鎖不均衡をもつ複雑な領域における原因多型を検出
  • 小さいサンプルサイズで疾患関連研究の統計力を向上
  • KIR遺伝子コンプレックスにおける遺伝子順序、コピー数多型、ジェノタイプを包括的に解析

スポットライト:SMRTシークエンスによる包括的なKIR遺伝子の特徴づけ

ロングリードシークエンスでは、複雑なKiller-cell Immunoglobulin-like Receptor (KIR)領域のde novoアセンブリとハプロタイプフェージングをインピュテーションなしに実施できます。この論文では8個人に由来する、16の超高解像度KIRハプロタイプ配列の包括的な特徴づけを行うことで、その構造とKIR遺伝子コンテンツを観察し、9つの独自のハプロタイプを明らかにしました。研究者らは、改善された高品質なリファレンスを手にすることで、既知の知識をさらに拡張する情報を発表しました。

Roe, D. et al., 2017. Revealing complete complex KIR haplotypes phased by long-read sequencing technology. Genes and Immunity, 18, pp.127–134.

ワークフロー:ターゲット領域からジェノタイプとハプロタイプを同時に解析

 

 

ライブラリー調製

 

 

PacBioシステムでSMRTシークエンス

  • Sequelシステムとプローブベースのハイブリダイゼーション法により、75xカバレッジで高品質のフェーズ化されたSNP情報を取得
  • ~10 kbの平均リード長(長いものは60 kbを達成)
  • マッピングおよびシステマチックなエラーなく、Q30以上のコンセンサス精度を達成
 

SMRT AnalysisPacBio DevNetでデータ解析

  • 2倍体混在フェーズ化ライブラリーからKIR完全ハプロタイプのアセンブリを実施:詳細はこちら
  • BACおよびフォスミドから高品質なde novoアセンブリをSMRT LinkのHGAP4で産出
  • BACおよびフォスミドからFALCONおよびFALCON-Unzipを使って完全にフェーズ化されたハプロタイプ情報を入手
  • プローブベースのハイブリダイゼーション法で得られたデータからコマンドラインの3次解析ツールを使ってアリル情報と変異およびハプロタイプを解釈
  • 解析パートナー(DNAnexus, Bluebee, Computomics)による受託解析サービスの利用

SMRTシークエンスがどのようにハプロタイプを特徴づけるか、ぜひお問い合わせください。

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