전체 게놈 배열 분석

Whole genome sequencing
"Genome Sequencing"은 여기서 리다이렉트됩니다.DNA의 염기서열만 보려면 DNA 염기서열을 참조하십시오.
전기영웅그램은 일반적으로 [1]게놈의 일부를 배열하는 데 사용된다.
46개 염색체의 이미지.인간 남성의 이배체 게놈을 구성합니다.(미토콘드리아 염색체는 표시되지 않습니다.)

전체 게놈 배열 배열, 전체 게놈 배열 배열 또는 전체 게놈 배열로 알려진 전체 게놈 배열은 유기체 게놈의 DNA 배열의 전체 또는 거의 전체를 한 [2]번에 결정하는 과정이다.이것은 미토콘드리아와 식물의 경우 엽록체에 포함된 DNA뿐만 아니라 모든 유기체의 염색체 DNA의 염기서열을 분석한다.

전체 게놈 배열은 주로 연구 도구로 사용되었지만 2014년에 [3][4][5]클리닉에 도입되었습니다.개인화된 의학의 미래에는 전체 게놈 배열 데이터가 치료적 [6]개입을 이끄는 중요한 도구가 될 수 있다.SNP 수준에서 유전자 배열 분석 도구는 또한 연합 연구로부터 기능적 변이를 정확히 파악하고 진화 생물학에 관심이 있는 연구자들이 이용할 수 있는 지식을 향상시키는데 사용되며, 따라서 질병 감수성과 약물 반응을 예측하는 기반을 마련할 수 있다.

전체 게놈 염기서열 분석과 DNA 프로파일링을 혼동해서는 안 된다.DNA 프로파일링은 특정 개인이나 그룹에서 유전물질이 나왔을 가능성을 결정할 뿐 유전관계,[7] 기원 또는 특정 질병에 대한 민감성에 대한 추가 정보를 포함하지 않는다.또한 전체 게놈 배열은 게놈의 특정 서브셋을 배열하는 방법과 혼동해서는 안 된다. 이러한 방법에는 전체 엑솜 배열(게놈의 1~2%) 또는 SNP 유전자형(게놈의 0.1%)이 포함된다.

역사

최초로 배열된 박테리아 전체 게놈은 Hemophilus influence 박테리아였다.
케노하브디티스 엘레강스 지렁이는 전체 게놈 배열을 가진 최초의 동물이다.
드로소필라 멜라노가스터의 전체 게놈은 2000년에 염기서열이 분석되었다.
Arabidopsis Thaliana는 최초로 배열된 식물 게놈이다.
실험용 쥐 뮤스큘러스의 게놈은 2002년에 발표되었다.
엘레이스기넨시스(기름 야자)의 게놈 염기서열 분석에는 10년이 걸렸고 전 세계에 50명의 과학자들이 참여했다.이 게놈은 [8]배열하기 어려운 반복 배열이 많기 때문에 배열하기가 특히 어려웠다.

1970년대와 1980년대에 사용된 DNA 염기서열 분석 방법은 수동이었다. 예를 들어, Maxam-Gilbert 염기서열 분석과 Sanger 염기서열 분석이다.이러한 기술에 의해 여러 박테리오파지와 동물 바이러스 게놈의 배열이 이루어졌지만, 1990년대에 보다 빠르고 자동화된 배열방법으로 전환되면서 더 큰 박테리아와 진핵생물 [9]게놈의 배열이 촉진되었다.

1976년까지 [10]완전한 게놈 배열이 이루어진 첫 번째 바이러스는 박테리오파지 MS2였다.1992년에 효모 염색체 III는 완전한 [11]염기서열을 가진 유기체의 첫 번째 염색체였다.전체 게놈이 완전히 배열된 최초의 유기체는 1995년 [12]Hemophilus influence였다.그 후, 주로 작은 게놈 크기 때문에 다른 박테리아와 몇몇 고세균의 게놈 배열이 처음 이루어졌다.H. influenceae는 1,830,140개의 염기쌍의 [12]DNA를 가지고 있다.이와는 대조적으로, 아메바 두비아와 인간(호모 사피엔스)[13]과 같은 단세포와 다세포 모두 진핵생물은 훨씬 더 큰 게놈을 가지고 있다.아메바 두비아는 수천 개의 [14]염색체에 퍼져 있는 7천억 개의 뉴클레오티드 쌍의 게놈을 가지고 있습니다.인간은 A. 두비아보다 더 적은 뉴클레오티드 쌍을 가지고 있다. 그러나 그들의 게놈 크기는 개별 [15]박테리아의 게놈 크기보다 훨씬 크다.

H. influenceae를 포함한 최초의 박테리아 및 고고학 게놈은 샷건 [12]염기서열분석에 의해 배열되었다.1996년에 최초의 진핵생물 게놈(Saccharomyces cerevisiae)이 배열되었다.생물학의 모델 유기체인 S. cerevisiae는 약 1,200만 개의 뉴클레오티드 [16]쌍만을 가진 게놈을 가지고 있으며, 전체 게놈의 염기서열을 가진 최초의 단세포 진핵생물이었다.전체 게놈의 염기서열을 파악한 최초의 다세포 진핵생물이자 동물은 1998년 [17]선충인 케노하브디티스 엘레강스였습니다.진핵생물 게놈은 짧은 DNA 조각의 샷건 배열과 박테리아 인공염색체(BAC)와 효모 인공염색체(YAC)[18]와 같은 DNA 라이브러리에서 더 큰 DNA 클론의 배열 배열 등 여러 가지 방법으로 배열된다.

1999년에는 인간의 가장 짧은 자가 염색체인 22번 염색체의 전체 DNA 염기서열이 [19]발표됐다.2000년까지 두 번째 동물과 두 번째 무척추동물(아직 첫 번째 곤충) 게놈이 실험 [20]연구에서 모델 유기체의 인기 있는 초파리 드로소필라 멜라노가스터의 게놈으로 배열되었다.최초의 식물 게놈 - 모델 유기체 Arabidopsis Thaliana의 게놈 - 또한 [21]2000년까지 완전한 염기서열이 확인되었다.2001년까지 전체 인간 게놈 배열의 초안이 [22]발표되었습니다.실험용 쥐 뮤스큘러스의 게놈은 [23]2002년에 완성되었다.

2004년 인간 게놈 프로젝트는 인간 [24]게놈의 불완전한 버전을 발표했다.2008년, 네덜란드 레이든의 한 그룹은 최초의 여성 게놈의 염기서열 분석을 보고했다.

현재 수천 개의 게놈이 전부 또는 부분적으로 배열되어 있다.

실험 상세

시퀀싱에 사용되는 셀

DNA의 완전한 복사를 포함하는 거의 모든 생물학적 샘플은, 심지어 아주 적은 양의 DNA나 고대 DNA라도, 완전한 게놈 배열에 필요한 유전 물질을 제공할 수 있습니다.그러한 샘플에는 타액, 상피 세포, 골수, 머리카락(머리에 모낭이 있는 한), 씨앗, 식물 잎, 또는 DNA를 포함한 세포가 있는 다른 것이 포함될 수 있습니다.

혼합된 세포 집단에서 선택된 단일 세포의 게놈 배열은 단일 세포 게놈 배열 기술을 사용하여 결정될 수 있다.이것은 형태학적 또는 다른 구별되는 특징에 기초하여 현미경으로 특정 미생물 종의 단일 세포를 혼합 개체군으로부터 분리할 수 있는 경우 환경 미생물학에서 중요한 이점을 가지고 있다.이러한 경우 배양 중 유기체의 분리 및 성장에 통상 필요한 단계를 생략할 수 있으며, 이에 따라 유기체 [25]게놈의 훨씬 더 큰 스펙트럼의 염기서열을 분석할 수 있다.

시험관내 수정에 의해 생성된 배아에서 나온 세포를 [26]자궁으로 옮기기 전에 채취하여 분석하는 이식 전 유전자 진단 방법으로서 단세포 게놈 배열 분석을 시험하고 있다.이식 후, 세포 없는 태아의 DNA는 산모로부터 간단한 정맥시술로 채취하여 태아의 전체 게놈 [27]염기서열 분석에 사용할 수 있다.

초기 기술

ABI PRISM 3100 유전자 분석기.이러한 모세혈관 배열 분석기는 게놈 배열의 초기 노력을 자동화했다.

인간 게놈 전체의 염기서열 분석은 2000년에 부분적으로 엽총 염기서열 분석 기술을 사용하여 처음 이루어졌다.1979년에 [28]이미 작은(4000-7000 염기쌍) 게놈에 대한 전체 게놈 산탄총 시퀀싱이 사용되었지만, 일반적으로 이중 배럴 산탄총 시퀀싱으로 알려진 쌍단 염기서열 분석의 혜택을 더 많이 받았다.염기서열 분석 프로젝트가 더 길고 더 복잡해지면서, 여러 그룹은 DNA 조각의 양끝을 염기서열 분석함으로써 유용한 정보를 얻을 수 있다는 것을 깨닫기 시작했다.비록 동일한 조각의 양끝을 시퀀싱하고 쌍으로 구성된 데이터를 추적하는 것이 두 개의 개별 조각의 한끝을 시퀀싱하는 것보다 더 번거로웠지만, 두 개의 시퀀스가 서로 반대 방향으로 방향을 잡고 서로 떨어진 조각의 길이였다는 지식은 th의 시퀀스를 재구성하는 데 귀중한 것이었다.e 원래 타깃 fragment.

페어링 엔드 사용에 대한 최초의 공개 설명은 1990년에 인간 HPRT [29]궤적의 시퀀싱의 일부로 발표되었지만, 페어링 엔드 사용은 전통적인 샷건 시퀀싱 접근방식을 적용한 후 갭을 닫는 것으로 제한되었다.일정한 길이의 단편을 가정한 순수 쌍방향 엔드 시퀀싱 전략의 첫 번째 이론적 설명은 [30]1991년이었다.1995년에 다양한 크기의 단편들을 사용하는 혁신이 [31]도입되었고, 대규모 타깃에서 순수한 쌍별 엔드 시퀀싱 전략이 가능하다는 것을 입증했다.이 전략은 1995년 [32]유전체 연구 연구소(TIGR)에 의해 채택되어 해모필러스 인플루엔자균의 전체 게놈의 염기서열을 확인하였고,[33] 2000년 셀레라 유전체 전체와 그 후 인간 게놈 전체의 염기서열을 확인하였다.Applied Biosystems는 현재 Life Technologies로 불리며 Celera Genomics와 The Human Genome Project에서 모두 사용되는 자동 모세혈관 시퀀서를 제조했습니다.

최신 기술

주요 기사: DNA 배열 분석

모세혈관 염기서열 분석이 거의 완전한 인간 게놈을 성공적으로 배열하기 위한 첫 번째 방법이었지만, 그것은 여전히 너무 비싸고 상업적인 목적에는 너무 오래 걸린다.2005년 이후 캐피럴리 시퀀싱은 Illumina 염료 시퀀싱, 파이로시퀀싱 및 SMRT [34]시퀀싱과 같은 높은 처리량(이전 "차세대")의 시퀀싱 기술로 점차 대체되어 왔습니다.이러한 모든 기술은 기본적인 산탄총 전략, 즉 게놈 조각화를 통한 병렬화와 템플릿 생성을 계속 사용하고 있습니다.

나노포어 기술을 포함한 다른 기술들이 등장하고 있다.나노포어 배열 기술은 아직 다듬어지고 있지만, 그 휴대성과 장시간의 판독을 생성하는 잠재적 능력은 전체 유전자 배열 애플리케이션과 [35]관련이 있습니다.

분석.

원칙적으로, 완전한 게놈 배열은 개별 유기체의 DNA의 원시 뉴클레오티드 배열을 제공할 수 있다.그러나 이 지식이 질병을 예방하는 데 어떻게 사용될 수 있는지와 같은 이 시퀀스의 생물학적 또는 의학적 의미를 제공하기 위해 추가 분석을 수행해야 합니다.시퀀싱 데이터를 분석하는 방법이 개발 및 개선되고 있습니다.

시퀀싱은 대량의 데이터를 생성하기 때문에(예를 들어 각 인간의 이배체 게놈에는 약 60억 개의 염기쌍이 있음), 그 출력은 전자적으로 저장되며 대량의 컴퓨팅 능력과 저장 용량이 필요합니다.

WGS 데이터 분석이 느릴 수 있지만 전용 [36]하드웨어를 사용하여 이 단계를 가속화할 수 있습니다.

상용화

주요 기사: 1,000달러 게놈
NHGRI가 계산한 전체 인간 게놈 배열 분석의 총 비용.

공공 및 민간 기업들의 많은 상업적으로 둘 다 연구와 임상 use,[37]에 Illumina,[38]Knome,[39]Sequenom,[40]454라이프 Sciences,[41]태평양 Biosciences,[42]CompleteGenomics,[43]Helicos Biosciences,[44]GE글로벌 리서치(제너럴 일렉트릭)등 견실한 전체 게놈 서열 분석 플랫폼 개발에 나서고 있다., 이쪽, IBM, 인텔리전트 Bio-Systems,[45] Life Technologies, Oxford Nanopore Technologies,[46] 그리고 베이징 유전체학 연구소.[47][48][49]이들 기업은 막대한 자금을 지원받으며 벤처캐피털리스트, 헤지펀드 [50][51]및 투자은행의 지원을 받습니다.

2010년대 후반까지 일반적으로 언급되는 시퀀싱 비용 목표는 1,000달러였지만, 민간 기업들은 [52]100달러라는 새로운 목표를 달성하기 위해 노력하고 있습니다.

장려책

2006년 10월, XPrize재단 J. 크레이그 벤더 과학 재단과 함께 협력하고 10일 이내에, 한 오류의 모든에 정확도가 100인간 게놈을 서열 분석하는 데 사용하는 장치들을 만들어 낼 수 있는 첫번째 팀"에 1000만달러를 수여할 작정은 아르콘 XPrizeGenomics,[53]센터를 설립하였다.1,000,000개의 염기서열이 게놈의 최소 98%를 정확하게 커버하고 반복 비용이 게놈당 1,000달러 이하이다."[54]Archon X Prize for Genomics는 공식 시작일 [55][56]전인 2013년에 취소되었다.

역사

2007년 Applied Biosystems는 SOLiD [57]System이라는 새로운 유형의 시퀀서를 판매하기 시작했습니다.이 기술을 통해 사용자는 [58]실행당 60기가베이스를 배열할 수 있었습니다.

2009년 6월, Illumina는 게놈 [59][60]1개당 48,000달러에 30배 깊이의 개인 전체 게놈 시퀀싱 서비스를 시작한다고 발표했습니다.지난 8월, 헬리코스 바이오사이언스의 설립자인 스티븐 퀘이크 씨는 이 회사의 단일 분자 염기서열을 사용하여 [61]5만 달러 미만으로 자신의 전체 게놈을 배열했다고 밝혔다.11월에 [62][63]Complete Genomics는 1,700달러에 완전한 인간 게놈 배열을 할 수 있다는 것을 증명하는 동료 평가 논문을 Science에 발표했다.

2011년 5월, Illumina는 풀 게놈 시퀀싱 서비스를 인간 게놈 1개당 5,000달러(50개 [64]이상 주문 시 4,000달러)로 낮췄다.Helicos Biosciences, Pacific Biosciences, Complete Genomics, Illlumina, Sequenom, ION Torrent Systems, Halcyon Molecular, NABsys, IBM 및 GE Global은 모두 완전한 게놈 [34][65]시퀀싱을 상용화하기 위한 경쟁에 임할 것으로 보입니다.

시퀀싱 비용이 감소함에 따라 많은 기업들이 자사의 기기가 곧 1,000달러의 게놈을 달성할 것이라고 주장하기 시작했습니다.[66] 이 회사들은 2012년 1월 Life Technologies, 2012년 [67]2월 Oxford Nanopore Technologies, 2014년 [68][69]2월 Illlumina를 포함했습니다.2015년 NHGRI는 전체 유전자 염기서열 획득 비용을 [70]약 1,500달러로 추산했다.2016년 Veritas Genetics는 염기서열 분석의 일부 정보에 대한 [71]보고서를 포함하여 전체 게놈 염기서열 분석을 999달러에 판매하기 시작했다.2019년 여름 Veritas Genetics는 WGS 비용을 $599로 [72]인하했다.2017년에 BGI는 [73]600달러에 WGS를 제공하기 시작했다.

그러나 2015년 일부에서는 전체 유전자 염기서열 분석의 효과적인 사용은 [74]$1000 이상의 비용이 들 수 있다고 언급했다.또한,[75][76][77] 2017년까지 완전히 배열되지 않은 인간 게놈 부분이 남아 있는 것으로 알려졌다.

다른 테크놀로지와의 비교

DNA마이크로어레이

완전한 게놈 배열은 유전자형식 기술의 선두주자인 DNA 배열보다 훨씬 더 큰 게놈에 대한 정보를 제공합니다.

인간의 경우, DNA 배열은 현재 최대 1백만 개의 유전자 [78][79][80]변형에 대한 유전자 정보를 제공하는 반면, 전체 게놈 배열은 인간 게놈의 60억 개 염기 또는 3,000배 이상의 데이터에 대한 모든 정보를 제공할 것이다.따라서 전체 게놈 배열은 DNA 어레이 시장에서 파괴적인 혁신으로 간주됩니다.이는 DNA 어레이의 정확도가 99.98%에서 99.999%(반복적이지 않은 DNA 영역)이며 소모품 비용이 60억 염기쌍당 5,000달러(일부 애플리케이션에서는 100만 [41]염기쌍당 500달러)에 달하기 때문입니다.

적용들

돌연변이 빈도

전체 게놈 염기서열 분석으로 전체 인간 게놈의 돌연변이 빈도가 확립되었습니다.인간(부모 대 자녀) 세대 간 전체 게놈의 돌연변이 빈도는 [81][82]세대당 약 70개의 새로운 돌연변이다.100세 이상 [83]일란성(동일쌍둥이)을 대상으로 혈구 내 전체 게놈 염기서열을 비교한 결과 훨씬 낮은 수준의 변이가 발견됐다.혈구의 20% 이하에서 발생하는 체세포 변이는 검출되지 않지만 8개의 체세포 차이만 발견되었다.

인간 게놈의 특정 단백질 코딩 영역에서는 부모/자녀 세대 간 단백질 염기서열을 변화시키는 돌연변이가 약 0.35개 있는 것으로 추정된다(세대당 [84]돌연변이 단백질 1개 미만).

암의 경우 게놈 불안정성 때문에 돌연변이 빈도가 훨씬 높습니다.이 빈도는 환자 연령, DNA 손상 물질(자외선 조사 또는 담배 연기 성분 등)에 대한 노출 및 DNA 복구 [citation needed]메커니즘의 활성/비활성성에 따라 달라질 수 있습니다.또한 돌연변이 빈도는 암 유형에 따라 달라질 수 있다. 생식세포에서 돌연변이율은 메가베이스당 약 0.023개의 돌연변이로 발생하지만, 이 수치는 유방암(1Mb당 1.18-1.66개의 체세포 돌연변이), 폐암(17.7) 또는 흑색종( (33)[85]에서 훨씬 높다.반수체 인간 게놈은 약 3,200 [86]메가베이스로 구성되어 있기 때문에, 이것은 세대당 생식선 DNA에서 약 74개의 돌연변이(대부분 비암호화 영역)로 해석되지만, 유방암에서 반수체 게놈당 3776-5,312개의 체세포 돌연변이, 폐암에서 56,640개, 흑색종에서 10만5,600개의 체세포 돌연변이로 해석된다.

인간 게놈 전체에 걸친 체세포 돌연변이의 분포는 매우 [87]고르지 못하기 때문에 유전자가 풍부한 초기 복제 영역은 유전자 부족, 늦게 복제되는 헤테로크로마틴보다 더 적은 돌연변이를 받습니다. 아마도 DNA 복구 활동에 [88]의한 것일 것입니다.특히 히스톤 수식 H3K9me3는 고,[89] H3K36me3는 저변환 [90]빈도와 관련된다.

게놈 전체의 연관성 연구

주요 기사:게놈 전체 연관성 연구

연구에서, 전체 유전자 염기서열 분석(GWAS)은 질병이나 다른 [91]표현형과 관련된 유전적 변이 또는 변이를 결정하는 것을 목적으로 하는 프로젝트인 게놈 전체 연관성 연구(GWAS)에 사용될 수 있다.

진단 용도

상세 정보:개인 유전체학, 예측 의학 및 선택적 유전체 및 유전체 검사

2009년, 일루미나는 연구 전용이 아닌 임상용으로 승인된 첫 번째 전체 게놈 염기서열을 발표했고, 학술 의료 센터의 의사들은 표준적인 접근법이 도움이 [92]되지 않는 사람들에게 무엇이 문제인지 진단하기 위해 그것들을 조용히 사용하기 시작했습니다.2009년, Euan Ashley가 이끄는 스탠포드 연구팀은 생명공학자인 Stephen [93]Quake의 게놈 전체를 임상적으로 해석했다.2010년 애슐리 팀은 전체 게놈 분자[94] 부검을 보고했고, 2011년에는 일루미나 [95]플랫폼에서 최초로 염기서열을 부여받은 완전 염기서열 가족인 웨스트 가족까지 해석 체계를 확장했다.당시 게놈 배열 비용은 19,500달러(약 1만9,500달러)로 환자에게 청구됐지만 통상 연구보조금으로 지급됐다.그때 한 사람이 [92]보험회사에 변제를 신청했다.예를 들어, 한 아이는 3살까지 약 100개의 수술이 필요했고 그의 의사는 문제를 결정하기 위해 전체 게놈 염기서열 분석으로 눈을 돌렸습니다; 12명의 생물정보학 전문가, 3명의 염기서열 분석 기술자, 5명의 의사, 2명의 유전자 상담사, 2명의 윤리학자를 포함한 약 30명의 팀이 희귀종을 식별하기 위해 필요했습니다.광범위한 [92][96][97]문제의 원인이 되고 있는 XIAP의 e변환.

최근의 비용 절감(위 참조)으로 인해 전체 게놈 배열은 DNA 진단에서 현실적인 응용 프로그램이 되었습니다.2013년, 3Gb-TEST 컨소시엄은 유럽연합으로부터 DNA [98][99]진단의 혁신을 위한 의료 시스템을 준비하기 위한 자금을 확보했다.품질 평가 체계, 건강 기술 평가 및 지침을 마련해야 합니다.3Gb-TEST 컨소시엄은 시퀀스 데이터의 분석과 해석을 진단 [100]프로세스에서 가장 복잡한 단계로 식별했습니다.2014년 9월 아테네에서 열린 컨소시엄 회의에서 컨소시엄은 이 중요한 단계를 위해 genotranslation이라는 단어를 만들었습니다.이 단계는 이른바 genoreport로 이어집니다.이러한 보고서의 필수 내용을 결정하려면 지침이 필요합니다.

게놈 2피플(People, G2P)은 2011년 브리검 여성병원과 하버드 의대의 이니셔티브로 성인과 어린이의 [101]임상 진료에 유전자 염기서열 분석의 통합을 검토하기 위해 만들어졌다.G2P의 감독, 로버트 C. Green은 이전에 DECLOVE 연구(알루미늄 질환에 대한 위험 제거 및 교육)를 이끈 바 있습니다.알루미늄 [102][103]질환의 유전적 위험에 대한 지식에 대한 환자의 반응을 조사하는 일련의 임상실험입니다.그린과 연구팀은 2013년 아기의 DNA [104][105]염기서열 분석의 윤리적, 의학적 결과를 연구하기 위해 BabySeq 프로젝트를 시작했다.두 번째 단계인 BabySeq2는 2021년에 NIH의 자금 지원을 받아 이 프로젝트를 확장하는 시행 연구로, 다양한 가족으로부터 500명의 유아를 등록하고 유전자 염기서열이 소아 관리에 [106]미치는 영향을 추적할 계획입니다.

2018년, 캘리포니아 샌디에이고에 있는 Rady Children's Institute for Genomic Medicine(rWGS)의 연구진은 신속한 전체 유전자 배열 분석(rWGS)이 급성 의료 또는 외과적 관리(임상 효용)를 변화시키고 급성 질환 유아의 결과를 개선할 수 있다고 결정했다.연구진은 2016년 7월부터 2017년 3월까지 지역 소아병원의 급성 입원 환자에 대한 소급 코호트 연구를 보고했다.42가구는 유전자 질환의 병인학적 진단을 위해 rWGS를 받았다.rWGS의 진단 민감도는 표준 유전자 검사에서 43%(42명의 영아 중 4명)와 10%(42명의 영아 중 4명)였다(P = .0005).rWGS(31%, 유아 42명 중 13명)의 임상 효용률은 표준 유전자 검사(2%, 42명 중 1명, P = .0015)보다 유의미하게 높았다.진단 rWGS를 가진 11명(26%)의 영아는 이환율을 피했고, 한 명은 사망률이 43% 감소했으며, 한 명은 완화 치료를 시작했다.11명의 유아 중 6명의 경우 관리 변경으로 입원 비용이 80만 달러에서 200만 달러 감소했습니다.이러한 연구결과는 급성질환 유아의 rWGS의 임상효용에 대한 선행 연구를 복제하여 개선된 결과와 순의료 비용 절감을 보여준다. rWGS는 이 환경에서 [107]첫 번째 단계 테스트로서 고려할 가치가 있다.

36개 출판물에 대한 2018년 리뷰에서 전체 게놈 배열 비용은 미화 1,906달러에서 24,810달러까지이며 진단 수율에서 [108]환자 그룹에 따라 17%에서 73%까지 큰 차이를 보였다.

희귀 변종 연관성 연구

전체 게놈 염기서열 분석 연구를 통해 게놈 전체에서 복잡한 특징과 코드화 및 코드화되지 않은 희귀 변종(MAF < 1%) 사이의 연관성을 평가할 수 있다.단일 변수 분석은 일반적으로 희귀 변종과의 연관성을 식별하기 위한 낮은 검정력을 가지며, 주어진 다중 희귀 [109]변종 세트의 영향을 공동으로 테스트하기 위해 변종 세트 테스트가 제안되었다.SNP 주석은 희귀한 기능적 변종의 우선 순위를 정하는 데 도움이 되며, 이러한 주석을 통합하면 전체 게놈 배열 [110]분석의 희귀 변종 분석의 유전적 연관성을 효과적으로 높일 수 있다.

윤리적 문제

전체 게놈 염기서열 분석의 도입은 윤리적인 [111]영향을 미칠 수 있다.한편, 유전자 검사는 유전자 검사를 받고 있는 개인과 친척 [111]모두에게 예방 가능한 질병을 잠재적으로 진단할 수 있다.반면 유전자 검사는 유전자 차별, 익명성 상실, 비학대 [112]발견과 같은 심리적 영향과 같은 잠재적인 단점이 있다.

일부 윤리학자들은 유전자 검사를 받는 사람들의 사생활이 [111]보호되어야 한다고 주장한다.사실, 사생활 문제는 [113]미성년자들이 유전자 검사를 받을 때 특히 걱정거리가 될 수 있다.일루미나의 CEO인 제이 플랫리는 2009년 2월 "2019년까지 유아들이 태어날 때 유전자 지도를 작성하는 것이 일상화될 것"[114]이라고 주장했다.유전체 배열 분석의 잠재적 사용은 의학 유전학 및 유전 [115][116][117][118]상담 분야에서 잘 확립된 무증상 미성년자의 예측 유전자 검사를 위한 확립된 윤리 규범에 반하는 것이기 때문에 매우 논란이 많다.유전자 검사를 위한 전통적인 지침은 비용 효율적이고 포괄적인 유전자 검사가 등장하기 전에 질병과 관련된 유전자 표지를 검사하는 것이 처음 가능해진 이후 수십 년 동안 개발되어 왔다.

개인이 전체 게놈 염기서열 분석을 받을 때, 그들은 그들 자신의 DNA 염기서열뿐만 아니라 가까운 유전적 [111]친척들의 가능성 있는 DNA 염기서열에 대한 정보도 드러낸다.이 정보는 친척의 현재와 미래의 건강 [119]위험에 대한 유용한 예측 정보를 추가로 밝힐 수 있다.따라서 유전자 검사를 받고 있는 개인의 가족에게 어떤 의무가 있는지 여부에 대한 중요한 질문이 있다.서구/유럽 사회에서, 테스트된 개인들은 보통 그들의 가까운 친척들과 유전자 진단에 대한 중요한 정보를 공유하도록 장려된다. 왜냐하면 자손과 다른 가까운 친척들에 대한 유전자 진단의 중요성은 대개 [111]유전자 검사를 찾는 이유 중 하나이기 때문이다.그럼에도 예방 가능성이 높은 심각한 유전질환 진단에 대한 정보 공유를 거부하고 같은 질병 돌연변이를 가진 친척에게 위험이 높은 경우 윤리적 딜레마가 발생할 수 있다.이러한 상황에서, 임상의는 친척들이 진단을 알고 있는 것이 낫다고 의심할 수 있으며, 따라서 임상의는 환자와 의사의 [111]기밀성과 관련하여 이해 상충을 겪을 수 있다.

프라이버시 문제는 전체 게놈 배열이 과학 연구 연구에 사용될 때도 발생할 수 있다.연구자들은 종종 환자의 유전자형과 표현형에 대한 정보를 궤적별 [111]데이터베이스와 같은 공공 과학 데이터베이스에 넣을 필요가 있다.비록 익명의 환자 데이터만 궤적별 데이터베이스에 제출되지만, 희귀 질병이나 희귀 미스센스 [111]돌연변이를 발견한 경우, 환자는 여전히 친척에 의해 식별될 수 있다.고도의 법의학 기술의 도입에 관한 공개적인 논의(예를 들어, 공공 DNA 조상의 웹사이트와 DNA 표현형 접근 방식을 사용한 고도의 가족 검색)는 제한적이고, 혼란스러우며, 초점이 맞추어져 있지 않다.법의학 유전학과 의학 유전학이 게놈 염기서열 분석으로 수렴됨에 따라 유전자 데이터를 둘러싼 문제들이 점점 더 밀접해지고, 추가적인 법적 보호가 [120]확립될 필요가 있을 수 있다.

공개 인간 게놈 배열

최초로 공개된 게놈 서열을 가진 사람들

인간 게놈 배열이 거의 완료된 첫 번째 사람은 2007년에 주로 북서유럽 조상을 가진 두 명의 미국인이었다. (J. 크레이그 벤터는 7.5배,[121][122][123] 제임스 왓슨은 7.4배).[124][125][126]이어 2008년에는 익명의 한족 남성(36배),[127] 나이지리아 출신의 요루반 남성(30배),[128] 네덜란드 출신의 여성 임상 유전학자 마르졸레인 크릭(7~8배), 50대 중반의 여성 백혈병 환자(33배, [129]14배)의 염기서열 분석을 실시했다.보도에 따르면 스티브 잡스는 10만 [130]달러의 비용을 들여 전체 게놈의 염기서열을 분석한 최초의 20명 중 한 명이었다.2012년 6월 현재,[131] 거의 완전한 인간 게놈이 69개 공개되었다.2013년 11월, 스페인의 한 가족은 개인 게놈 데이터를 크리에이티브 커먼스의 퍼블릭 도메인 라이센스로 공개했습니다.이 연구는 Manuel Corpas가 주도했으며 23andMe 및 베이징 유전체학 연구소와 직접 소비자 유전자 검사를 통해 얻은 데이터이다.이것은 가족 [132]전체를 대상으로 한 최초의 공개 유전체 데이터 세트라고 생각됩니다.

데이터베이스

사이언스에 따르면 전체 게놈의 주요 데이터베이스는 다음과 같다.[133]

바이오뱅크 전체 게놈 완성 릴리스/액세스 정보
영국 바이오뱅크 200,000 2021년 11월 웹 플랫폼을 통해 공개되었으며 전체 게놈 중 가장 큰 공개 데이터 세트입니다.게놈은 익명의 의료 정보와 연결되며, 생물의학 연구에 더 쉽게 접근할 수 있으며, 이전의 덜 포괄적인 데이터 세트보다 더 용이합니다.2023년 [133][134]초에는 30만 개의 게놈이 추가로 공개될 예정이다.
Trans-Omics for Precision Medicine 161,000 NIH(National Institutes of Health)는 프로젝트 고유의 동의가 필요합니다.
밀리언 베테랑 프로그램 125,000 비베테랑 연구자 2022년 접근 가능
영국의 게놈 10만 개 120,000 연구자는 공동작업에 참여해야 합니다.
우리 모두 90,000 NIH는 2022년 초에 출시될 것으로 예상한다.

「 」를 참조해 주세요.

배열된 게놈

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