تسلسل إكسوم

تحليل البيانات

وفي السياق ذاته، ترتبط النتائج الإيجابية الكاذبة والسلبية الكاذبة بتقنيات إعادة التسلسل الجينومي، وقد طوَّر الباحثون بعض الاستراتيجيات لتحسين جودة بيانات إكسوم مثل:

إضافةً إلى ذلك، مقارنة نتائج المتغيرات الجينية المحددة باستخدام طريقتي تسلسل الإكسوم والتنميط الجيني المعتمد على المصفوفات الدقيقة.

من جهة ثانية، يكون تحديد الاضطرابات المتنحية أسهل عادة من تحديد الاضطرابات السائدة لأن الجينات تكون في هذه الحالة أقل احتمالية لامتلاك أكثر من متغير نادر. يعتبر التباين الجيني والعرقي من القيود الرئيسية كذلك لأنها قد تزيد من عدد النتائج الإيجابية الكاذبة والسلبية الكاذبة والتي ستجعل تحديد الجينات المرشحة أكثر صعوبة. يمكن تقليل صرامة القيود في ظل وجود عدم التجانس واختلاف العرق، ولكن هذا سيقلل من القدرة على اكتشاف المتغيرات كذلك. قد يوفر استخدام تقنية التنميط الجيني حلًا للتغلب على هذه القيود.

مقارنة تسلسل الجينات مع الاضطراب السريري الموجود.

كذلك، مقارنة تسلسل الجينات عند الأفراد المصابين مع تسلسل الجينات مع الأفراد الطبيعيين.

وفي السياق ذاته، يبدو واضحًا أن الاضطرابات المتنحية النادرة لن يكون لها تسلسل معروف في قواعد البيانات العامة، في حين قد تحتوي الأنماط الظاهرية المتنحية الأكثر شيوعًا على متغيرات تسبب أمراضًا معروفة مثل التليف الكيسي الذي يحدث عند 3% من البشر، وقد يؤدي فحص المتغيرات إلى استبعاد مثل هذه الجينات عن طريق الخطأ.

وفي هذا الصدد، يمثل التحليل الإحصائي للكمية الكبيرة من البيانات الناتجة عن تقنيات التسلسل تحديًا حقيقيًا للباحثين. حتى إذا استعملنا تقنية تسلسل الإكسوم فقط فسنحصل على كمية كبيرة جدًا من البيانات ومعلومات التسلسل تتطلب قدرًا كبيرًا من التحليل. ومن أهم التحديات المرتبطة بتحليل هذه البيانات التغييرات في البرامج التي تستعمل للتحليل وتجميع القراءات المتسلسلة. بالإضافة لذلك تمتلك تقنيات التسلسل المختلفة كذلك معدلات خطأ متباينة ويمكن أن يخلق ذلك تحديات كبيرة عند مقارنة النتائج التي نحصل عليها من تقنيات التسلسل المختلفة.

اكتشاف الاضطرابات الوراثية المندلية

ومن جهة أخرى، تشير النتائج حتى الآن إلى أنه في الاضطرابات الوراثية المندلية يوجد واحد أو أكثر من المتغيرات داخل جينات الترميز التي تكون سبب الحالة بكاملها، وبسبب شدة هذه الاضطرابات يُفترض أن المتغيرات السببية القليلة نادرة للغاية عند البشر، ولن تكتشف عن طريق أي فحص معياري للتنميط الجيني، في حين يوفر تسلسل الإكسوم تقنيات متنوعة ضرورية لفصل المتغيرات الحقيقية عن التشويش وبالتالي اكتشاف الاضطرابات الوراثية المندلية بدقة.

الآثار الأخلاقية

وعلى صعيد آخر، لقد غيرت التقنيات الجديدة في علم الجينوم الطريقة التي يتعامل بها الباحثون مع بحوثهم بشكل كامل، ومن الممكن تحسين البيانات كمًا ونوعًا عن طريق تقنية تسلسل الإكسوم.

وفي السياق ذاته، هل ينبغي السماح للأفراد في هذه الدراسات بالوصول إلى معلومات التسلسل الخاصة بهم؟ هل يجب مشاركة هذه المعلومات مع شركات التأمين؟ يمكن أن تؤدي هذه البيانات إلى نتائج غير متوقعة وتعقد موضوع المنفعة السريرية وتحقيق الفائدة للمريض. لا يزال هذا المجال من علم الجينوم يمثل تحديًا ويبحث الباحثون في كيفية معالجة هذه الأسئلة والوصول لأفضل الحلول.

مقارنة مع التقنيات الأخرى

أشهر هذه التقنيات:

وعلى صعيد آخر، هناك الكثير من التقنيات المتوافرة في الوقت الحالي التي يمكن بواسطتها تحديد المتغيرات الجينية، ولكل تقنية من هذه التقنيات سلبيات وإيجابيات من الناحية الفنية والمادية.

تسلسل الجينوم الكامل

في هذا الإطار، يمكن لتقنية تسلسل إكسوم أن تحدد المتغيرات الموجودة في منطقة ترميز الجينات التي تؤثر على وظيفة البروتينات فقط، وبالتالي تكون غير قادرة على تحديد المتغيرات الهيكلية أو المتغيرات غير المشفرة المرتبطة بالمرض، والتي يمكن اكتشافها باستخدام طرق أخرى مثل تسلسل الجينوم الكامل. في الحقيقة 99% من الجينوم البشري لا تغطيه تقنية تسلسل الإكسوم، مع ذلك من النادر استخدام تسلسل الجينوم الكامل عمليًا في الأبحاث السريرية في الوقت الحالي بسبب تكاليفه المرتفعة والوقت الطويل الذي تتطلبه هذه التقنية.

كذلك، تسمح تقنية تسلسل الإكسوم بإجراء تسلسل لأكثر من 20 ضعفًا من عينات الجينوم مقارنة بتقنية تسلسل الجينوم الكامل باستخدام نفس التكلفة، وإذا أردنا ترجمة المتغيرات الجينية النادرة وتفسير نتائجها السريرية فالآراء تتفق في الوقت الحالي على أن تقنية تسلسل الإكسوم هي أكثر فعالية وقيمة من تقنية تسلسل الجينوم الكامل.

التنميط الجيني المعتمد على المصفوفات الدقيقة

تسلسل الجينوم الكامل.

الهدف والمقارنة مع الأساليب الأخرى

وفي هذا الصدد، كانت الاختبارات الجينية السريرية في الماضي تُختار بناءً على الأعراض السريرية للمريض وبالتالي فهي تركز على جين واحد أو عدد صغير من الجينات التي ترتبط بمتلازمة معينة تحدث فيها هذه الأعراض السريرية، ولذلك كانت هذه الاختبارات تصل لنتائج تشخيصية دقيقة في أقل من نصف الحالات. أما اليوم فتستعمل تقنية تسلسل الإكسوم بشكل متزايد لاستكمال الاختبارات الأخرى بهدف العثور على الطفرات في جينات معروفة بأنها تسبب مرضًا معينًا، ولتحديد الجينات الجديدة من خلال مقارنة الإكسومات عند المرضى الذين لديهم أمراض مماثلة.

من جانب آخر، تعتبر تقنية تسلسل الإكسوم فعالة بشكل خاص في دراسة الأمراض الوراثية التي تنتقل بطريقة مندلية، لأنها تعتبر طريقة فعالة لتحديد المتغيرات الجينية في جميع جينات الفرد. تحدث هذه الأمراض غالبًا بسبب متغيرات جينية نادرة جدًا لا تتواجد إلا في عدد قليل جدًا من الأفراد، في حين يمكن لتقنيات أخرى أن تكتشف فقط المتغيرات الجينية المشتركة الشائعة لدى عدد كبير من الأفراد، ومع أن التركيز على 1% فقط من الجينوم البشري يكلف جهدًا ووقتًا أقل بكثير من تسلسل الجينوم الكامل لكنه يكشف عن نسبة كبيرة من المتغيرات الجينية.

التنميط الجيني المعتمد على المصفوفات الدقيقة

من جانب آخر، تجدر الإشارة هنا إلى أن تقنية تسلسل الإكسوم أكثر كلفة من التقنيات التي تعتمد على التهجين على أساس كل عينة، إلا أن تكلفتها المرتفعة تتناسب مع زيادة إنتاجيتها.

من جهة ثانية، تعتمد المصفوفات الدقيقة على التهجين لاختبار انتشار تسلسل الحمض النووي، وبالتالي لا يمكن استخدامها لتحديد التغيرات الجينية غير المتوقعة، بينما توفر تقنيات التسلسل عالية الإنتاجية المستعملة في تقنية تسلسل الإكسوم التسلسلات النوكليوتيدية للحمض النووي في آلاف المواقع الخارجية التي تخضع للدراسة.