【导读】
作为2015年生物技术十大创新之首的10X Genomics平台自轰动问世以来，在基因组学领域可谓是硕果累累。近年来，各大生物医学顶级杂志都能看到10X Genomics平台的身影。下面我们就以2018年新见刊的两篇文章为例，随小编一起看看10X Genomics平台能做些什么吧。
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Cell：通过整合基因组和转录组组装技术解析X连锁性肌张力障碍—帕金森病的致病机制[1]
【研究概要】
虽然近年来，孟德尔疾病的研究已取得显著进展。但大约有一半的疑似遗传疾病患者没有得到诊断，20%的孟德尔疾病已定位到一个因果基因位点，但致病机制尚不清楚。一是因为对大多数编码区和非编码区结构变异没有完整的功能注释。其次是依赖参考基因组序列，当先证者和参考基因组的基因和转录本结构有差异时，基于参考基因组的变异检测方法就不适用了。此外，此方法容易忽略掉先证者独有的特殊序列。
X连锁性肌张力障碍-帕金森综合征（XDP）是一种孟德尔式神经退行性疾病，为菲律宾所特有，起源于菲律宾班乃岛(Panay)，其遗传机制尚未明确。本研究以X连锁肌张力障碍-帕金森综合征（XDP）为例，结合基因组和转录组组装技术，对其致病机制进行深入研究。
结果发现XDP是一种由RNA剪接异常、内含子保留和由转录因子驱动的转录异常导致的疾病，与一种SVA介导的异常转录机制有关。XDP和其他已知与TAF1基因相关的神经发育综合征起源于TAF1不同的突变机制，编码区域的突变可能与早发性发育障碍有关，而非编码区域的变异可能和后来的神经退化有关。研究为其它致病机制不明的孟德尔疾病的研究提供了可参考的研究思路。
【技术路线】
文章整体思路：
下图只展示测序部分相关思路：
部分结果展示：
结合Illumina短读长测序和10X Genomics的Linked-read测序完成了XDP患者单体型的高质量De novo组装，最终得到一个长约410,455bp的单体型，其中包含长约2106个碱基的片段缺失。经过对XDP相关区域进行高深度目标区域捕获测序，最终得到1518个SNVs和378个Indels，其中包含已知的7个致病变异，及另外47个和XDP相关的变异。
图1 XDP先证者中的单体型相关区域信息
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Nature Genetics：良性成人家族性肌阵挛性癫痫内含子TTTCA和TTTTA 重复序列扩增[2]
【研究概要】
良性成人家族性肌阵挛性癫痫（BAFME）是以肌阵挛性震颤（皮质震颤）和罕见癫痫为特征的常染色体显性疾病，临床表现属良性。该病有多种名称，包括家族性成人肌阵挛性癫痫（FAME）和家族性皮层肌阵挛性癫痫（FCMTE）等。迄今为止，通过已报道的60个日本患病家庭和一个中国患病家庭，发现疾病与染色体8q24区域有关；相关疾病称为BAFME1，FAME1或FCMTE1（MIM 601068）。另一方面，来自意大利，法国或泰国的具有类似临床表现和常染色体显性遗传的家族显示与2p11.2-q11.2（BAFME2，FAME2或FCMTE2），5p15.31-p15.1（BAFME3，FAME3或FCMTE3）和3q26.32-q28（BAFME4，FAME4或FCMTE4）有关。尽管对位于候选区域内的38个基因的所有外显子进行了全面的突变分析，包括拷贝数分析，但并未发现致病突变。
文章确定了SAMD12内含子中的非编码TTTCA和TTTTA五核苷酸重复序列的扩增可能是作为与8q24连锁的BAFME的致病突变。
【研究思路】
部分结果展示：
在SAMD12区域中，具有重复序列构型1和2的家庭的疾病单倍型分析。通过SNP分型，使用PacBio RSII对BAC克隆进行测序，用10X GemCode技术对基因组DNA进行测序。结果发现家庭F6906的单倍体（重复序列构型1）和家庭F6115（重复序列构型2）在rs3900767和rs62533397之间的111.7kb区域内，除了重复序列的扩展突变外，所有的序列变量都一致。因此，很可能是疾病founder有两种单体型。
图2 家庭F6906和6115的SAMD12区域单体型序列信息
-总结-
10X Genomics平台自推出以来，已在顶级杂志发表人基因组测序相关29篇文章，总IF超过447分。由于在单体型Phasing（定相）方面效果显著且结果可视化，很多文章都是利用10X Genomics平台来组装患者高质量单体型信息。此外，10X Genomics平台以超低成本可以捕获复杂结构变异信息，对于InDel、SV、CNV 和Fusion Gene都有很好的检测效果。
作为国内第一家引进10X Genomics平台的公司，博奥晶典率先升级到ChromiumTM，在人基因组测序方面，博奥已经拥有丰富的项目经验。10X Genomics 全基因组重测序、全基因组重测序、全外显子组测序三种测序方案为科研人员在人基因组学研究上助力。
参考文献：
[1] Aneichyk T, et al. Dissecting the Causal Mechanism of X-Linked Dystonia-Parkinsonism by Integrating Genome and Transcriptome Assembly. Cell, 2018, 172(5):897-909.
[2] Ishiura H, et al. Expansions of intronic TTTCA and TTTTA repeats in benign adult familial myoclonic epilepsy. Nature Genetics,2018,50(4):581-590.
博奥晶典科研服务事业部 李楠 | 文案
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