( أخبار نانويرك ): باستخدام التسلسل النانوي (Nanopore) وهو أداة تحليل جيني خلوي سريع من الجيل الثالث، أصبح الباحثون الآن قادرين على اكتشاف الاضطرابات الجينية المحددة بدقة في زمن قصير مقارنة بالوقت الذي يستغرقه إجراء الاختبار الوراثي الخلوي التقليدي والجزيئي. وهو ما يسهل التشخيص المبكر للاضطرابات الوراثية ويسرع العلاج الطبي المناسب للمرضى وعائلاتهم.
وقد ظهر هذا البحث في مجلة التشخيص الجزيئي بعنوان( “الجيل الثالث من التحليل الخلوي الوراثي: التطبيق التشخيصي لتسلسل القراءة الطويلة”*).
التسلسل النانوي “Nanopore” عبارة عن تقنية متسلسلة قابلة للتطوير من الجيل الثالث تتيح التحليل المباشر آنيا لشظايا الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي الطويلة. ومن خلال مجموعة واسعة من التطبيقات الممكنة، أثبتت فعاليتها في تحديد متغيرات أرقام النسخ وتعرف ب(CNVs)**. CNVs هي نسخ إضافية أو مفقودة من المادة الوراثية داخل الكروموسومات، وهي تكمن وراء العديد من الاضطرابات العصبية والنفسية والتشوه. بشكل روتيني، يتم التحقيق في “CNVs” من خلال تقنيات علم الوراثة الخلوية وفق قيود متعددة تضبط الدقة ووقت الاستجابة.
أوضح الباحث الرئيسي ألبرتو ماجي، الحاصل على درجة الدكتوراه، من قسم هندسة المعلومات، جامعة فلورنسا، فلورنسا؛ ومعهد التقنيات الطبية الحيوية، المجلس القومي للبحوث، سغراتي، ميلانو، إيطاليا: أن “علم الوراثة الخلوية التقليدية وتحليل المصفوفات الدقيقة للكروموسومات لا يزالان يمثلان المعيار الذهبي للكشف عن التنوعات في عدد النسخ الكبيرة والصغيرة، على التوالي، وقد تم تكييف تقنية التسلسل من الجيل الثاني، التي تم تطويرها من أجل التعديلات الجينية المختلفة، للتعرف على التنوعات في عدد النسخ”CNVs”. ولكن نظرًا لكونها بطيئة ومكلفة وغالبًا ما تكون غير حاسمة كما أنها تحتاج إلى أسابيع أو شهور للوصول إلى التشخيص الدقيق، فقد تم إجراء اختبارات جينية متتابعة للمرضى لتحديد السبب الجيني الأساسي الدقيق. ومعرفة ما إذا كانت تقنية الجيل الثالث الأحدث،التسلسل النانو “Nanopore”، يمكن أن تسرع من هذه العملية. “
التسلسل النانوي يمكنها من خلال القراءة الطويلة أن يحل إشكالية الجينيات المتجانسة والمتكررة، مما يحسن من اكتشاف أرقام النسخ “CNVs” ورسم خرائطها. تعد تقنية التسلسل النانوي “Nanopore” سهلة الاستخدام وقادرة على إكمال القراءة للتسلسل في غضون 24 إلى 48 ساعة. لديها أيضا فائدة إضافية تتمثل في السماح بتحليل البيانات آنيا وفوريا أثناء عملية التسلسل، مما يقلل بشكل كبير في وقت الكشف. وبذلك تعد أداة التشخيص الفعالة يمكن استخدامها على نطاق واسع في المختبرات الجينية.
قام الباحثون باختبار عينات من الحمض النووي من سبعة مرضى مصابين بالتنوعات النقطية المحددة مسبقًا بأحجام ومستويات مختلفة من الفسيفساء (أي أن CNV لم يكن موجودًا في جميع خلايا الجسم، وإنما في جزء منها). تم تحليل العينات باستخدام تقنية التسلسل النانوي الطويلة القراءة وتسمى ب “Nano-GLADIATOR”. فقد تم استخدامه في التحليل في الوضع الآني والوقت الفعلي للحصول على قراءات تقنية التسلسل النانوي في مدد زمنية من 30 دقيقة إلى 48 ساعة ، وفي وضع غير آني لتقييم دقة عمليات تقنية التسلسل النانوي الكاملة لمعرفة التغييرات الجينية ذات الأحجام المختلفة. تمت مقارنة أوقات العينة إلى النتيجة مع مجموعة التهجين الجينومي المقارن وتعرف إختصارا ب (aCGH)***. قام الباحثون أيضًا بتقييم حساسية وخصوصية التسلسل النانوي لتحديد أرقام النسخ “CNVs” الصغيرة المسببة للأمراض.
أظهرت الدراسة أن تشخيص التغيرات الكروموسومية الأكبر يمكن إجراؤها في يوم واحد، بينما يقدر الوقت المستغرق في عدد النسخ الأصغر حجمًا بـ يومين. يمثل هذا تحسنًا ثابتًا مقارنة باختبار التشخيص التقليدي للتنوعات في عدد النسخ ، مع أوقات تقدر بثلاثة إلى 15 يومًا.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتسلسل النانوي تحديد رقم النسخ “CNV” الفسيفسائي بحساسية أعلى من مجموعة التهجين الجينومي المقارن “aCGH”. في الواقع ،قام بتشخيص رقم النسخ “CNV” في فسيفساء عينة مريض لم يتم استدعاؤها بواسطة خوارزميات مجموعة التهجين الجينومي المقارن “aCGH”.
“تم تحديد المتغيرات الهيكلية الفسيفسائية المسببة للأمراض في حوالي 0.3٪ إلى 0.77٪ من المرضى المصابين باضطرابات النمو”، الباحثان المشاركان توماسو بيبوتشي، دكتوراه ،وباميلا ماجيني المشرفة على وحدة الوراثة الطبية، مستشفى IRCCS الجامعي في بولونيا، إيطاليا. التي قالت: “نظرًا لأن حساسية طرق اكتشاف رقم النسخ “CNV” الحالية للفسيفساء محدودة ، فلا يمكن التقليل من شأنها. علاوة على ذلك، قد يتم تفويت الفسيفساء لدى آباء الأطفال المصابين بمسبب جديد لمرض أرقام النسخ “CNVs”، مما يؤدي إلى توجيه غير دقيق حول مخاطر التكرار والإدارة غير السليمة للحمل في المستقبل. “
وقد قالتا الباحثنان المشاركتان أليساندرا مينجرينو ، دكتوراه ، وباربارا جيغا ، بكالوريوس ، قسم الطب التجريبي والسريري ، جامعة فلورنسا ، فلورنسا ، إيطاليا: “في العقود الماضية ، أحدثت الابتكارات التكنولوجية السريعة ثورة في علم الوراثة الطبية. يتناسب مع التسلسل النانوي “Nanopore” تمامًا مع هذه الثورة الطبية الحيوية، مما يحسن اكتشاف فئة من التعديلات الجينية التي تم التغاضي عنها لأسباب فنية. وقد تؤدي تطبيق التقنيات السريعة إلى تقليل الأوقات في التشخيص بشكل كبير وتحسين الاضطرابات الجينية الناتجة عن اكتساب أو خسارة الكروموسومات.”
المصدر: Elsevier – الترجمة: موقع نادي النانو
رابط المقال اﻷصلي: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=60853.php
الهوامش:
*Third-Generation Cytogenetic Analysis: Diagnostic Application of Long-Read Sequencing
**Copy number variation
***Array Comparative Genomic Hybridization
