با توالی‌ یابی کل ژنوم و  توالی‌ یابی کل اگزوم آشنا شوید!

در گذشته دلیل ژنتیکی بسیاری از بیماری‌ها و سندرم‌ها به‌خاطر محدودیت‌های روش‌های آزمایشگاهی موجود نامعلوم گزارش می‌شد. علی‌رغم اینکه تکنولوژی توالی‌ یابی اولیه به‌نام توالی‌ یابی سنگر پیشرفتی چشمگیر در زمینه‌ی تعیین توالی کدهای ژنتیکی انسان بود، زمان و هزینه‌ی زیادی صرف انجام این روش می‌شد. روش سنگر امروزه برای سرعت بخشیدن به توالی‌ يابی به‌صورت خودکار (اُتومات) انجام شده و همچنان در آزمایشگاه‌ها برای تعیین توالی قطعات کوتاه DNA استفاده می‌شود ولی با این روش همچنان تعیین توالی کل DNA فرد که به آن ژنوم می‌گویند سال‌ها طول خواهد کشید. برای رفع این محدودیت‌ها نیاز به توسعه‌ی روش‌های بهتری مانند اگزوم بود.

با توالی‌ یابی نسل جدید (NGS) این امکان به‌وجود آمده تا مقادیر زیادی DNA را بتوان با سرعت بیشتر و هزینه‌ی کمتر توالی‌ یابی کرد. هر کدام از قطعات DNA یک فرد که دستورالعمل‌های تولید پروتئین‌های بدن را فراهم می‌کنند اگزون نامیده می‌شوند. حدود یک درصد ژنوم انسان را این نواحی رمزکننده‌ی پروتئین (اگزون) تشکیل می‌دهد.

اگزوم


 توالی‌ یابی کل اگزوم (WES)

به تمام اگزون‌های ژنوم فرد اگزوم می‌گویند و روش توالی‌ یابی آن‌ها  توالی‌ یابی کل اگزوم (WES) نام دارد. این روش به‌جای توالی‌ یابی تعداد محدودی ژن، امکان شناسایی تنوعات و تغییرات ژنتیکی در تمامی نواحی کدکننده‌ی پروتئین را فراهم می‌کند. چون بیشتر جهش‌های شناخته‌شده‌ی بیماری‌زا در اگزون‌ها رخ می‌دهند، توالی‌ یابی کل اگزوم به‌عنوان روشی کارآمد برای شناسایی جهش‌های بیماری‌زا شناخته می‌شود.

توالی‌ یابی کل ژنوم (WGS)

البته امروزه مشخص شده است که تغییرات DNA در خارج نواحی اگزونی نیز فعالیت ژن و تولید پروتئین را تحت تأثیر قرار می‌دهند و می‌توانند منجر به ناهنجاری‌های ژنتیکی شوند.  توالی‌ یابی کل اگزوم قادر به پیدا کردن تغییرات در این نواحی نخواهد بود.

 برای رفع این مشکل نیز روش دیگری به‌نام توالی یابی ژنوم توسعه یافته که ترتیب همه‌ی نوکلئوتید‌های DNA یک فرد را مشخص کرده و قادر به تشخیص تغییر در هر جایی از ژنوم خواهد بود.

دو روش توالی یابی کل ژنوم و  توالی‌ یابی کل اگزوم به‌طور گسترده در بالین و تحقیقات برای شناسایی تغییرات ژنتیکی استفاده می‌شوند. هر دو روش به فناوری‌های جدیدی متکی هستند که اجازه‌ی توالی‌ یابی سریع مقادیر زیاد DNA را می‌دهند. این روش‌ها در حال حاضر با نام توالی‌ یابی نسل جدید (NGS) نیز شناخته می‌شوند.

نوکلئوتید


در حالی که بیشتر تغییرات ژنتیکی با  توالی‌ یابی کل اگزوم یا ژنوم شناسایی می‌شوند، اهمیت بیشتر اطلاعات حاصل هنوز مشخص نیست.

با در نظر گرفتن این نکته که همه‌ی تغییرات ژنتیکی سلامت فرد را تحت تأثیر قرار نداده تشخیص اینکه آیا تغییر شناسایی‌شده در بیماری مورد نظر نقش دارد یا خیر، دشوار است. گاهی تغییر شناسایی‌شده با یک بیماری ژنتیکی دیگر مرتبط بوده که هنوز تشخیص داده نشده است. به این اطلاعات، یافته های ثانویه یا ضمنی توالی‌ یابی می‌گویند.

علاوه‌بر استفاده در تشخیص‌های بالینی، توالی‌ یابی کل ژنوم یا اگزوم روش‌هایی ارزشمند برای محققین هستند. مطالعات توالی‌های ژنوم و اگزوم کمک به تعیین ارتباط تغییر ژنتیکی جدید با بیماری‌ها کرده و در آینده کمک به تشخیص بیماری‌های بیشتری خواهد کرد.

در آزمایشگاه های مرکز مام با بهره گیری از تجهیزات به روز دنیا آزمایش اگزوم (EXOME) قابل انجام می باشد.

نویسنده و مترجم : هنگامه کاظم‌درویش

منابع : nlm.sequencing genetics