Framingham Heart Study Third Generation Cohort Exam 2 における RNA シーケンス

RNA シーケンシング (RNA-seq) は、トランスクリプトームを驚くほど深く明確に評価するための強力なツールです。 遺伝子発現アレイと比較して、RNA-seq は、既知の転写産物 (長い非コード RNA [lncRNA] を含む)、新規転写産物、選択的スプライシング イベント、および対立遺伝子特異的発現 (親を含む) のより大きなセットの識別と定量化を可能にします。起源の対立遺伝子特異的発現);マイクロアレイによる遺伝子発現プロファイリングと比較して、すべて非常に高い信号対雑音比を備えています。 非常に大規模な集団研究におけるこれらのトランスクリプトームの特徴と健康および疾患との関係は十分に調査されていません。 この提案されたプロジェクトは、疾患リスクの新しいバイオマーカーを特定し、疾患の病因への洞察を提供すると信じています。 Framingham Heart Study (FHS) は、既存の表現型リソースが豊富で、TOPMed からの全ゲノム シーケンス (WGS) データおよびメチロミック データ、データ、その他のオミクス データを非常に活用できるため、RNA シーケンスの実施に特に適しています。 RNA-seqへの投資の影響を最大化するための低コスト。

ハイスループット RNA-seq テクノロジーの出現は、前例のない規模でトランスクリプトーム プロファイリングに革命をもたらし、新しい RNA 種の発見につながり、トランスクリプトーム ダイナミクスの理解を深めました。 マイクロアレイベースの RNA プロファイリングと比較して、RNA-seq はトランスクリプトームの複雑さを明らかにする能力が高く評価されており、これには未知のコーディングおよび lncRNA 種、新規転写領域、選択的スプライシング、対立遺伝子特異的発現、および融合遺伝子が含まれます。このプロジェクトは提案しますマイクロアレイベースの発現データを使用して決定できない複雑なトランスクリプトーム機能を調べることにより、FHS で遺伝子発現アレイを使用して行われた作業を構築および拡張します。

この提案では、タンパク質コード RNA、lncRNA、選択的スプライシング、および対立遺伝子特異的発現の発現レベルに焦点を当てています。 タンパク質をコードする RNA の遺伝子レベルには、約 18,000 の mRNA 転写物があります。 オルタナティブ スプライシングは、複数のエクソンを含む遺伝子からさまざまな mRNA アイソフォームを生成する厳密に規制されたプロセスです。 RNA-seq の主な用途の 1 つは、エクソン スプライシングの微妙な違いを検出することです。 lncRNA は、200 ヌクレオチドを超える非タンパク質コード転写産物であり、多くの生物学的プロセスに関与しています。 たとえば、近くのタンパク質コード遺伝子の発現に影響を与える lncRNA もあれば、転写パターンを調節する酵素に結合できるものもあれば、小さな RNA の前駆体である lncRNA もあります。 RNA-seqデータからオルタナティブスプライシングとlncRNAを検出するために、多くの計算方法が開発されています。 選択的スプライシングと lncRNA の同定は、TOPMed 研究全体で標準化され、中央で呼び出されたスプライス データと lncRNA の分析を行います。 マイクロ アレイを使用して測定できない対立遺伝子特異的発現 (ASE) により、ヘテロ接合部位での個人の 2 つのハプロタイプからの転写産物を区別できます。 ASE を使用すると、疾患に関連する遺伝子型が遺伝子発現にどのように影響するかをより詳細に理解できます。 ASE は、小さなサンプル セットで人間の病気に関連付けられていますが、大規模な集団では十分に調べられていません。 標準

ASE を研究するバイオインフォマティクス ツールが開発されました。 さらに、FHS子孫コホートからの親に関するTOPMed WGSデータを使用すると、親元のASEを研究することが可能になり、心血管代謝疾患の世代を超えた遺伝に寄与する要因を分析する能力がさらに高まります.

このアプリケーションでは、FHS 第三世代コホート試験 2 参加者のトランスクリプトミクスの調査を拡張することを提案します。 FHS 第三世代コホートで RNA-seq を実施する目的は、マイクロアレイに基づく独自の遺伝子発現プロファイリングの目的を反映し、拡張するものです。 具体的には、複雑なトランスクリプトーム変異と、1) 心臓代謝疾患の転帰、2) 遺伝子配列の変異、および 3) 複数層のオミック データ (目的 1-3) との関連を調べます。 提案された RNA-seq データにより、研究者だけでなく一般的な科学コミュニティ (dbGaP アクセスを介して) は、このプロジェクトの科学的価値を高めるために常に既存のリソースを活用して、さまざまな視点からトランスクリプトミクスを研究することができます。 投資収益率を最大化するために、シーケンスは指定された TOPMed RNA-seq ラボによって実行され、このプロジェクトの目的は他の組織と調整されます。

RNA-seqを実施しているTOPMed研究。