Primer Siliyer Diskinezi ve Biyoinformatik
Primary Ciliary Dyskinesia and Bioinformatics
Arık Sever E, Sezerman OU. Primer siliyer diskinezi ve biyoinformatik. Erdem Eralp E, Karadağ BT, editörler. Primer Siliyer Diskinezide Güncel Yaklaşımlar. 1. Baskı. Ankara: Türkiye Klinikleri; 2022. p.42-50.
Makale Dili: TR
ÖZET
Primer siliyer diskinezi (PSD), otozomal resesif veya X kromozomuna geçişli bir genetik hastalıktır. Hastalığın prevelansı 15.000-30.000'de 1'dir. Şimdiye kadar, PSD hastalığına yol açan 40 kadar gen bulunmakla birlikte, PSD hastalığına neden olan genlerin %30'u hala bilinmemektedir.5 Son yıllarda, yeni nesil dizileme (NGS) platformlarının, teşhis amaçlı sağlık alanında da yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmasıyla birlikte hastalıklara yol açan genler ve bunlardaki varyasyonlar hızlı bir şekilde tespit edilmeye başlanmıştır. Öyle ki, PSD alakalı genlerin çoğu NGS teknolojisi yardımıyla bulunmuştur. Hastalıkla ilgili genlerin bulunması için en yaygın olarak kullanılan NGS yöntemi Tüm ekzom dizileme (Whole exome sequencing-WES)'dir. Bunun için hasta ve sağlıklı bireylerden veya aile bireylerinden elde edilen DNA örnekleri İllumina gibi WES platformlarında dizilendikten sonra kalite kontrolü, filtreleme için verinin biyoinformatik araçlarla işlenmesi ve sonrasında varyant bulma algoritmalarıyla varyantlar belirlenmekte son olarak da varyant önceliklendirme aşamalarından geçmekte bunun sonucunda elde edilen aday varyant listesi ise daha sonra biyoinformatik patojenite tahmin araçları ile değerlendirilip hastalığa uygun fenotip yaratabilecek varyantlar belirlenmektedir. Daha sonrasında ise bu varyantlar ya in siliko olarak modelleme çalışmaları ile ya da model organizmalarda deneysel validasyonlar ile hastalıkla ilişkilendirilmektedir. Bu bölümde kısaca, tüm ekzom dizileme yöntemleriyle ve hastalıkla ilişkili yeni gen ve varyantların bulunmasında kullanılan biyoinformatik araçlar ve deneysel validasyonlarla PSD ile ilgili genlerin ve gen varyasyonlarının nasıl bulunduğu açıklanacaktır.
Anahtar Kelimeler: Primer siliyer diskinezi; biyoinformatik; siller; tüm ekzom sekanslama
Primer siliyer diskinezi (PSD), otozomal resesif veya X kromozomuna geçişli bir genetik hastalıktır. Hastalığın prevelansı 15.000-30.000'de 1'dir. Şimdiye kadar, PSD hastalığına yol açan 40 kadar gen bulunmakla birlikte, PSD hastalığına neden olan genlerin %30'u hala bilinmemektedir.5 Son yıllarda, yeni nesil dizileme (NGS) platformlarının, teşhis amaçlı sağlık alanında da yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmasıyla birlikte hastalıklara yol açan genler ve bunlardaki varyasyonlar hızlı bir şekilde tespit edilmeye başlanmıştır. Öyle ki, PSD alakalı genlerin çoğu NGS teknolojisi yardımıyla bulunmuştur. Hastalıkla ilgili genlerin bulunması için en yaygın olarak kullanılan NGS yöntemi Tüm ekzom dizileme (Whole exome sequencing-WES)'dir. Bunun için hasta ve sağlıklı bireylerden veya aile bireylerinden elde edilen DNA örnekleri İllumina gibi WES platformlarında dizilendikten sonra kalite kontrolü, filtreleme için verinin biyoinformatik araçlarla işlenmesi ve sonrasında varyant bulma algoritmalarıyla varyantlar belirlenmekte son olarak da varyant önceliklendirme aşamalarından geçmekte bunun sonucunda elde edilen aday varyant listesi ise daha sonra biyoinformatik patojenite tahmin araçları ile değerlendirilip hastalığa uygun fenotip yaratabilecek varyantlar belirlenmektedir. Daha sonrasında ise bu varyantlar ya in siliko olarak modelleme çalışmaları ile ya da model organizmalarda deneysel validasyonlar ile hastalıkla ilişkilendirilmektedir. Bu bölümde kısaca, tüm ekzom dizileme yöntemleriyle ve hastalıkla ilişkili yeni gen ve varyantların bulunmasında kullanılan biyoinformatik araçlar ve deneysel validasyonlarla PSD ile ilgili genlerin ve gen varyasyonlarının nasıl bulunduğu açıklanacaktır.
Anahtar Kelimeler: Primer siliyer diskinezi; biyoinformatik; siller; tüm ekzom sekanslama
ABSTRACT
Primary ciliary dyskinesia (PCD), is an autosomal recessive or X-linked disease. The disease has a prevalence of 1 in every 15.000-30.000 individuals. Up to now, nearly 40 PCD-related genes were identified, on the other hand, 30% of the PCD genes remain unknown. Recently, by the wide application of the Next Generation Sequencing (NGS) platforms, the disease-causative genes and their variations have been rapidly started to be identified. The most commonly used NGS platform for obtaining disease-related genes is the whole exome sequencing (WES) platform. Following the sequencing process of the DNA samples obtained from affected and unaffected individuals by the WES platforms like Illumina, the output data are processed by bioinformatics tools. Following the quality control, the NGS data are processed by the bioinformatics tools for filtration step. The variants are obtained by variant calling algorithms and these variants go through different prioritization steps. The variant list obtained from these steps is evaluated by different pathogenicity prediction tools for the disease association. As the final step, in silico modeling studies or experimental validations and model organism studies are performed for the disease association. In this part, we briefly explain, the WES analysis workflow using bioinformatics tools, variant prioritization steps, pathogenicity prediction, and the experimental validation processes for obtaining PCD- associated genes and their disease-related variants.
Keywords: Primary ciliary dyskinesia; bioinformatics; cilia; whole exome sequencing
Primary ciliary dyskinesia (PCD), is an autosomal recessive or X-linked disease. The disease has a prevalence of 1 in every 15.000-30.000 individuals. Up to now, nearly 40 PCD-related genes were identified, on the other hand, 30% of the PCD genes remain unknown. Recently, by the wide application of the Next Generation Sequencing (NGS) platforms, the disease-causative genes and their variations have been rapidly started to be identified. The most commonly used NGS platform for obtaining disease-related genes is the whole exome sequencing (WES) platform. Following the sequencing process of the DNA samples obtained from affected and unaffected individuals by the WES platforms like Illumina, the output data are processed by bioinformatics tools. Following the quality control, the NGS data are processed by the bioinformatics tools for filtration step. The variants are obtained by variant calling algorithms and these variants go through different prioritization steps. The variant list obtained from these steps is evaluated by different pathogenicity prediction tools for the disease association. As the final step, in silico modeling studies or experimental validations and model organism studies are performed for the disease association. In this part, we briefly explain, the WES analysis workflow using bioinformatics tools, variant prioritization steps, pathogenicity prediction, and the experimental validation processes for obtaining PCD- associated genes and their disease-related variants.
Keywords: Primary ciliary dyskinesia; bioinformatics; cilia; whole exome sequencing
.: İşlem Listesi