RNS-szekvenálás a Framingham Heart Study harmadik generációs kohorszvizsga 2.

Az RNS-szekvenálás (RNA-seq) egy hatékony eszköz a transzkriptom hihetetlen mélységgel és tisztasággal történő értékelésére. A génexpressziós tömbökhöz képest az RNA-seq lehetővé teszi ismert transzkriptumok (beleértve a hosszú, nem kódoló RNS-eket [lncRNS-eket]), új transzkriptumok, alternatív splicing események és allél-specifikus expresszió (beleértve a szülő-specifikus expressziót) azonosítását és mennyiségi meghatározását. származási allélspecifikus expresszió); mindegyik jóval magasabb jel-zaj aránnyal, mint a microarray-eken keresztüli génexpressziós profilozással. Ezeknek a transzkriptomikus jellemzőknek az egészséggel és a betegséggel való kapcsolatát nagyon nagy populációs vizsgálatok során nem tárták fel. Meggyőződésünk, hogy ez a javasolt projekt a betegségek kockázatának új biomarkereit azonosítja, és betekintést nyújt a betegségek patogenezisébe. A Framingham Heart Study (FHS) egyedülállóan alkalmas az RNS-szekvencia elvégzésére, mivel rengeteg meglévő fenotípus-erőforrás található a TOPMed teljes genomszekvencia (WGS) adataival, valamint a metilómikus adatokkal, adatokkal és egyéb omikai adatokkal, amelyek rendkívüli mértékben kihasználhatók. alacsony költség az RNS-seq-be történő befektetés hatásának maximalizálásához.

A nagy áteresztőképességű RNA-seq technológia megjelenése soha nem látott mértékben forradalmasította a transzkriptomikus profilalkotást, ami új RNS-fajok felfedezéséhez vezetett, és elmélyítette a transzkriptomikus dinamikával kapcsolatos ismereteinket. A microarray-alapú RNS-profilozáshoz képest az RNA-seq-t azért értékelik, mert képes feltárni a transzkriptom komplexitását, amely magában foglalja a korábban ismeretlen kódoló- és lncRNS-fajokat, új átírt régiókat, alternatív splicinget, allélspecifikus expressziót és fúziós géneket Ez a projekt azt javasolja. az FHS-ben található génexpressziós tömbök felhasználásával végzett munka építésére és kiterjesztésére olyan összetett transzkriptomikai jellemzők vizsgálatával, amelyek nem határozhatók meg microarray-alapú expressziós adatokkal.

Ebben a javaslatban a fehérjét kódoló RNS-ek, lncRNS-ek expressziós szintjére, az alternatív splicingre és az allél-specifikus expresszióra összpontosítunk. A fehérjét kódoló RNS-ek génszintjén kb. 18 000 mRNS-transzkriptum található. Az alternatív splicing egy szigorúan szabályozott folyamat, amely több exont tartalmazó génekből különböző mRNS izoformákat állít elő. Az RNS-seq egyik fő alkalmazása az exonsplicing még apróbb különbségeinek kimutatása. Az lncRNS-ek 200 nukleotidnál hosszabb, nem fehérjét kódoló transzkriptumok, és számos biológiai folyamatban szerepet játszanak. Például egyes lncRNS-ek befolyásolják a közeli fehérjét kódoló gének expresszióját, mások kötődhetnek a transzkripciós mintázatokat szabályozó enzimekhez, más lncRNS-ek pedig kis RNS-ek előfutárai. Számos számítási módszert fejlesztettek ki alternatív splicing és lncRNS kimutatására RNS-seq adatokból. Az alternatív splicing és lncRNS-ek azonosítását a TOPMed vizsgálatokban szabványosítják, és elemzéseket fogunk végezni a központilag nevezett splice adatokon, valamint az lncRNS-eken. Az allélspecifikus expresszió (ASE), amely nem mérhető microarray-ekkel, lehetővé teszi a heterozigóta helyeken lévő egyed két haplotípusából származó transzkriptumok megkülönböztetését. Az ASE lehetővé teszi annak részletesebb megértését, hogy a betegséggel kapcsolatos genotípus hogyan befolyásolja a génexpressziót. Az ASE-t kis mintacsoportokban összefüggésbe hozták az emberi betegséggel, de nagy populációkban nem vizsgálták teljes mértékben. Alapértelmezett

bioinformatikai eszközöket fejlesztettek ki az ASE tanulmányozására. Ezenkívül az FHS Offspring kohorsz szüleire vonatkozó TOPMed WGS-adatokkal lehetővé válik a szülői eredetű ASE tanulmányozása, ezáltal elősegítve a kardiometabolikus betegségek transzgenerációs öröklődéséhez hozzájáruló tényezők szétválasztásának képességét.

Ebben az alkalmazásban javasoljuk a transzkriptomika vizsgálatának kiterjesztését az FHS harmadik generációs kohorszvizsga 2 résztvevőinél. Az RNS-seq végrehajtásának célja az FHS harmadik generációs kohorsztükörben, és kiterjeszti az eredeti microarray-alapú génexpressziós profilozásunk céljait. Konkrétan megvizsgáljuk a komplex transzkriptomikus variációk összefüggését: 1) a kardiometabolikus betegségek kimenetelével, 2) a genetikai szekvencia variációjával és 3) az omikai adatok több rétegével (1-3. cél). A javasolt RNA-seq adatokkal a kutatók, valamint az általános tudományos közösség (dbGaP hozzáférésen keresztül) képes lesz a transzkriptomikát különböző nézőpontokból tanulmányozni, mindig kihasználva a meglévő erőforrásokat a projekt tudományos értékének növelése érdekében. A befektetés megtérülésének maximalizálása érdekében a szekvenálást egy kijelölt TOPMed RNA-seq laboratórium végzi majd, és a projekt céljait összehangolják más

TOPMed vizsgálatok, amelyek RNS-seq.