Urzędnicy z Jumpcode Genomics poinformowali o wynikach badania wykazującego zdolność do poprawy genotypowania poprzez zubożenie powtórzeń in vitro oparte na CRISPR-Cas9, nowatorską metodę wysokowydajnego genotypowania, w której powtarzające się fragmenty są usuwane przed genotypowaniem za pomocą sekwencjonowania dolnoprzepustowego.

Badanie „Zubożenie powtórzeń oparte na CRISPR-Cas9 w celu wysokoprzepustowego genotypowania złożonych genomów roślin”, opublikowane w Badania genomupokazuje, w jaki sposób technologia wyczerpywania Jumpcode Genomics może być wykorzystana do usuwania powtarzających się elementów z bibliotek sekwencjonowania genomu, umożliwiając dokładniejsze genotypowanie regionów kodujących i regulatorowych, według dr Yarona Hakaka, dyrektora generalnego Jumpcode Genetics.

Projekt został opracowany przez Functional Genomics Laboratory kierowane przez dr Massimo Delledonne z Uniwersytetu w Weronie we współpracy z grupą dr Roberto Papa z Politechniki w Marche.

„Wysokoprzepustowe genotypowanie umożliwia wielkoskalową analizę różnorodności genetycznej w genomice populacji i badaniach asocjacyjnych całego genomu, które łączą charakterystykę genotypową i fenotypową dużych kolekcji przystąpienia. Podejścia oparte na sekwencjonowaniu do genotypowania stopniowo zastępują tradycyjne metody genotypowania ze względu na niższy błąd ustalenia. Jednak genotypowanie całego genomu oparte na sekwencjonowaniu staje się kosztowne w przypadku gatunków o dużych genomach i dużej proporcji powtarzalnego DNA.

Skoncentrowane dane sekwencjonowania na regionach z pojedynczą kopią

„Tutaj opisujemy zastosowanie technologii CRISPR-Cas9 do usuwania powtarzalnych elementów w genomie soczewicy o wielkości 3,76 Gb (Obiektyw kulinarny), 84% składających się z powtórzeń, koncentrując w ten sposób dane sekwencjonowania na regionach kodujących i regulatorowych (regiony z pojedynczą kopią)” – piszą badacze. Nasze wyniki pokazały, że wyczerpywanie się powtórzeń sterowane przez CRISPR-Cas9 koncentruje dane sekwencjonowania na regionach pojedynczych kopii, poprawiając w ten sposób genotypowanie o dużej gęstości i obejmujące cały genom w dużych i powtarzalnych genomach”.

Naukowcy zaprojektowali niestandardowy zestaw 566 766 gRNA ukierunkowanych na 2,9 Gbp powtórzeń w 3,76 Gb genomu soczewicy (Obiektyw kulinarny). Ta metoda wyczerpywania usunęła około 40% mapowania odczytów do nieinformacyjnych powtórzeń i spowodowała prawie 10-krotny wzrost liczby genotypowanych zasad w porównaniu z bibliotekami niezubożonymi. Naukowcy zaobserwowali również zwiększoną dokładność genotypowania dzięki uratowaniu tysięcy wariantów heterozygotycznych, które w przeciwnym razie zostałyby pominięte z powodu niskiego zasięgu.

„Ta metoda może przyspieszyć analizę genetyczną roślin uprawnych i innych organizmów z genomami, w przypadku których tak duża zawartość powtórzeń zwiększa koszt i złożoność analizy” – mówi dr Marzia Rossato, współautorka i profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie w Weronie .

„Implikacje tego badania są dalekosiężne, ponieważ genotypowanie o wysokiej wydajności umożliwia analizę różnorodności genetycznej na dużą skalę w genomice populacji i badaniach asocjacyjnych całego genomu, które łączą charakterystykę genotypową i fenotypową dużych kolekcji przystąpienia”, zauważa Hakak .

„Ponieważ skala i złożoność analizy genetycznej wzrasta z czasem, potrzebne są lepsze narzędzia, aby przebić się przez szum i pomóc naukowcom zmaksymalizować użyteczne dane. Cieszymy się, że nasza technologia wyczerpywania ma kolejny znaczący wpływ na genomikę”.