మైటోకాండ్రియల్ రుగ్మతలను పరీక్షించడానికి హోల్ జీనోమ్ సీక్వెన్సింగ్ యొక్క అప్లికేషన్

నేను ఒక వాక్యంతో బ్లాగును ప్రారంభిస్తాను: "మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్ మైటోకాండ్రియల్ జన్యువులలోని ఉత్పరివర్తనాల వల్ల మాత్రమే కాకుండా కేంద్రక జన్యువులోని ఉత్పరివర్తనాల వల్ల కూడా సంభవిస్తాయి."

నేను నా వాక్యాన్ని సమర్థిస్తున్నప్పుడు, నేను మైటోకాండ్రియల్ జీనోమిక్స్‌ను వివరిస్తాను. మైటోకాండ్రియా కణం యొక్క పవర్‌హౌస్‌లు. ఇవి సెల్యులార్ మెటబాలిజం నుండి ATP (రసాయన శక్తి)గా ఆక్సిజన్‌ను ఉపయోగించి కణాలలోని భాగాలను విచ్ఛిన్నం చేస్తాయి.

ఆసక్తికరమైన వాస్తవం - మైటోకాండ్రియా బాక్టీరియా అని, అవి చివరికి కణాలలోకి ప్రవేశించి, కేంద్రక జన్యువుతో సహజీవన సంబంధాన్ని ఏర్పరుచుకుని, దానిలోని కొన్ని జన్యువులను మానవ కేంద్రక జన్యువుతో పంచుకుంటాయని కొందరు నమ్ముతారు. మైటోకాండ్రియల్ DNA (mtDNA) యొక్క వృత్తాకార స్వభావం ఈ సిద్ధాంతానికి మద్దతు ఇస్తుంది.

అదనంగా, మైటోకాండ్రియా ద్వారా కోడ్ చేయబడిన 40% ప్రోటీన్లు బాక్టీరియాకు చెందినవి. మా CCMB బృందం, డాక్టర్ శంకరనారాయణ నేతృత్వంలో, ఈ సిద్ధాంతానికి బలమైన ఆధారాలతో మద్దతు ఇస్తుంది.

మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్:

మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్ సంక్లిష్టమైన రుగ్మతలు, ఇవి మైటోకాండ్రియల్ రెస్పిరేటరీ చైన్ పనిచేయకపోవడం వల్ల తలెత్తుతాయి, ఇది ఏరోబిక్ మెటబాలిజం (ఆక్సిజన్ సమక్షంలో శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడం)కి చివరి మార్గం. కాబట్టి, మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్ ఏరోబిక్ మెకానిజమ్‌లపై ఎక్కువగా ఆధారపడిన ఏదైనా కణజాలం లేదా అవయవాన్ని (కన్ను, చెవి, కాలేయం, మూత్రపిండ కణజాలం మొదలైనవి) ప్రభావితం చేస్తుంది.

మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్ యొక్క సాధారణ క్లినికల్ లక్షణాలు:

• పటోసిస్
• బాహ్య ఆప్తాల్మోప్లెజియా
• సమీప మయోపతి
• శారీరక శ్రమను తట్టుకోలేకపోవడం
• కార్డియోమయోపతి
• సెన్సొరిన్యూరల్ చెవుడు
• ఆప్టిక్ అట్రోఫీ
• పిగ్మెంటరీ రెటినోపతి
• డయాబెటిస్ మెల్లిటస్

 

ప్రాథమిక మరియు ద్వితీయ మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్

కిందివి మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్:

ప్రాథమిక మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్ (PMD)– మైటోకాండ్రియల్ రెస్పిరేటరీ చైన్ మరియు సంబంధిత పెప్టైడ్‌లలోని వ్యాధికారక వైవిధ్యాలు ప్రాథమిక మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్ (PMD)కి కారణమవుతాయి. మైటోకాండ్రియల్ DNA 16kb పొడవుతో 37 జన్యువులను కలిగి ఉంటుంది. ఈ జన్యువులలోని ఉత్పరివర్తనాలు మైటోకాండ్రియా పనితీరుకు భంగం కలిగించి వ్యాధికి దారితీస్తాయి. సుమారు 1500 కేంద్రక జన్యువులు రెస్పిరేటరీ చైన్ సబ్‌యూనిట్‌లు మరియు mtDNA నిర్వహణ కోసం ప్రోటీన్‌లను కోడింగ్ చేయడంలో పాల్గొంటాయి. ఈ 1500 కేంద్రక జన్యువులలోని ఉత్పరివర్తనాలు కూడా మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్‌కు కారణం కావచ్చు.

ద్వితీయ మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్ (SMD)– మైటోకాండ్రియల్ మెకానిజమ్స్ మరియు వాటి పనితీరును ప్రభావితం చేసే రుగ్మతలు ద్వితీయ మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్ (SMD)కి కారణమవుతాయి. మైటోకాండ్రియా యొక్క వారసత్వం కూడా ప్రత్యేకమైనది. SMD ప్రధానంగా మాతృ సంబంధమైనది ఎందుకంటే స్పెర్మ్ యొక్క మైటోకాండ్రియల్ DNA మూత్ర మార్గంలో క్షీణిస్తుంది (కొన్ని అరుదైన సందర్భాలలో మినహా).

MtWGS-NGS సీక్వెన్సింగ్ ప్రాముఖ్యత

ప్రతి కణంలో వేల సంఖ్యలో మైటోకాండ్రియా ఉంటాయి. మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్ యొక్క తీవ్రత ప్రతి కణంలో ఉన్న లోపభూయిష్ట మైటోకాండ్రియల్ DNA సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అదనంగా, మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్ కణజాల-నిర్దిష్టమైనది, అంటే ఉత్పరివర్తనాలను నిర్ధారించడానికి మనం ఖచ్చితమైన కణజాలాన్ని ఎంచుకోవాలి. ప్రభావిత వ్యక్తుల కండర కణాలలో ఉన్న అనేక ఉత్పరివర్తనాలు రక్త కణాలలో కనిపించవు, తద్వారా మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్‌ను నిర్ధారించడం మరింత సంక్లిష్టంగా మారుతుంది.

మైటోకాండ్రియల్ జన్యుశాస్త్రంలోని సంక్లిష్టత సంక్లిష్ట లక్షణాలు, వారసత్వ నమూనాలు, వ్యక్తీకరణ నమూనాలు, DNA కాపీలు మరియు జన్యుపరమైన మార్పుల రకాలు కారణంగా ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, శక్తి ఉత్పత్తిలో మైటోకాండ్రియా ప్రమేయం కారణంగా మైటోకాండ్రియల్ జన్యుశాస్త్రం సంక్లిష్టమైనది. మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్‌ను గుర్తించడానికి సంప్రదాయ మార్గం లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడం మరియు హాట్‌స్పాట్ ఉత్పరివర్తనాలు మరియు తొలగింపుల కోసం స్క్రీన్ చేయడం, ఆపై సాంగర్ సీక్వెన్సింగ్. అయితే, అనేక జన్యువులు మరియు వాటి పొడవు ప్రమేయం నిర్ధారణను స్థాపించడం కష్టతరం చేస్తుంది.

నెక్స్ట్ జనరేషన్ సీక్వెన్సింగ్ (NGS) తో మైటోకాండ్రియల్ సీక్వెన్సింగ్ ఒకే దశలో నిర్మాణాత్మక వైవిధ్యాలు మరియు ఉత్పరివర్తనాలను గుర్తించగలదు. క్లినిషియన్‌లు హోల్ ఎక్సోమ్ సీక్వెన్సింగ్ (WES)ను మైటోకాండ్రియల్ DNA హోల్ జీనోమ్ సీక్వెన్సింగ్ (WES+Mitochondria-WGS)తో చేయడంలో ఎక్కువ ఆసక్తి చూపుతున్నారు, ఎందుకంటే చాలా మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్ కేంద్రక జన్యువులోని ఉత్పరివర్తనాల వల్ల సంభవిస్తాయి. మైటోకాండ్రియల్ జన్యుశాస్త్రంలో రెండు వేర్వేరు జన్యువులు, మైటోకాండ్రియల్ మరియు కేంద్రక జన్యువులు ఉంటాయని గుర్తించడం ముఖ్యం. అందువల్ల మాతృ మరియు మెండీలియన్ వారసత్వంతో కూడిన రోగికి సమగ్రమైన ఒక-దశ నిర్ధారణతో జన్యుపరమైన మూల్యాంకనం అవసరం.

 

MapmyGenome యొక్క నెక్స్ట్ జనరేషన్ సీక్వెన్సింగ్ సొల్యూషన్స్

MapmyGenome నెక్స్ట్ జనరేషన్ సీక్వెన్సింగ్ (NGS) సొల్యూషన్స్ అన్ని జన్యువులను విస్తృతంగా కవర్ చేస్తాయి. ఇది అధిక ఖచ్చితత్వ విశ్లేషణ, వివరణాత్మక వివరణ మరియు సులువుగా చదవగలిగే క్లినికల్ నివేదికలతో వస్తుంది. ఈ NGS సొల్యూషన్స్ అనేక ఆరోగ్య పరిస్థితుల నిర్ధారణ, చికిత్స మరియు నిర్వహణ కోసం వైద్యులకు ఖచ్చితమైన నిర్ణయాలు తీసుకోవడంలో సహాయపడతాయి. MapmyGenome యొక్క NGS సొల్యూషన్స్‌లో హోల్ ఎక్సోమ్ సీక్వెన్సింగ్ (WES) మరియు హోల్ జీనోమ్ సీక్వెన్సింగ్ (WGS) ఉన్నాయి.

MMG యొక్క WES మరియు WGS ప్రయోజనాలు

MMG యొక్క WESలో మైటోకాండ్రియల్ ప్యానెల్

MapmyGenome మైటోకాండ్రియల్ మరియు కేంద్రక DNAను అంచనా వేయడానికి హోల్ ఎక్సోమ్ సీక్వెన్సింగ్ (WES)లో ఒక ప్యానెల్‌ను రూపొందించింది. ఈ ప్యానెల్ మొత్తం ఎక్సోమ్‌ను (~23,000 జన్యువులు) మరియు మైటోకాండ్రియల్ DNAలోని 37 జన్యువులను (16kb) 100-120X కవరేజీతో విశ్లేషిస్తుంది, మైటోకాండ్రియల్ డిజార్డర్స్‌లో ప్రమేయం ఉన్న నిర్మాణాత్మక వైవిధ్యాలు మరియు ఉత్పరివర్తనాలను గుర్తించడానికి.

హోల్ ఎక్సోమ్ సీక్వెన్సింగ్

MapmyGenome యొక్క హోల్ ఎక్సోమ్ సీక్వెన్సింగ్ (MMG WES) మొత్తం ఎక్సోమ్‌ను (~23,000 జన్యువులు) 100-120X కవరేజీతో విశ్లేషిస్తుంది. ఇది మల్టీ-జీన్ డిజార్డర్స్ నిర్ధారణకు అనువైనది. MMG యొక్క WESలో సమగ్ర బయోఇన్ఫర్మాటిక్స్ విశ్లేషణ, క్లినికల్ విశ్లేషణ మరియు వివరణాత్మక నివేదిక కూడా ఉంటాయి.

MMG యొక్క WES సహాయపడుతుంది:

రోగ నిరూపణ: MMG యొక్క WES ఆరోగ్యకరమైన వ్యక్తులకు సాధారణ వ్యాధులు (డయాబెటిస్, గుండె జబ్బులు మరియు క్యాన్సర్ వంటివి) కోసం మెరుగైన ప్రమాద అంచనా మరియు నివారణ వ్యూహాలను అందిస్తుంది.

అణు నిర్ధారణ: MMG WES వైద్యపరంగా నిర్ధారించబడిన జన్యు పరిస్థితిని నిర్ధారించడంలో సహాయపడుతుంది. నివేదిక ఒక జన్యు నిర్ధారణను అందిస్తుంది, ఇది సరైన చికిత్స, నిర్వహణ, వారసత్వం, ఖచ్చితమైన పునరావృత ప్రమాదాలు మరియు పునరుత్పత్తి నిర్ణయాలను తెలియజేస్తుంది.

ఆవిష్కరణ: నిర్ధారణ లేని సందర్భాలలో, కానీ జన్యు పరిస్థితిని సూచించే క్లినికల్ ప్రెజెంటేషన్ ఉన్నట్లయితే, MMG యొక్క WES దానిని నిర్ధారించడంలో సహాయపడుతుంది.

సామర్థ్యం: ఒక జన్యువులలో మార్పు ఒక నిర్దిష్ట క్లినికల్ చిత్రాన్ని కలిగించే సందర్భాలలో (అనుసరించే సింగిల్-జీన్ పరీక్షతో పోలిస్తే) తక్కువ ఖర్చుతో మరియు సమర్థవంతమైన పరిష్కారం.

ప్రయోజనం: అన్ని జన్యువులు కవర్ చేయబడ్డాయి. సింగిల్-జీన్ మరియు మల్టీ-జీన్ పరిస్థితుల కోసం పరీక్షలు. సంక్లిష్ట సిండ్రోమ్‌లు, మూర్ఛ, ASDలు, న్యూరోపతి మరియు విభిన్న ఫీనోటైప్‌ల లక్ష్య నిర్వహణకు అనువైనది.

 

హోల్ జీనోమ్ సీక్వెన్సింగ్

MapmyGenome యొక్క హోల్ జీనోమ్ సీక్వెన్సింగ్ (MMG యొక్క WGS) మానవ DNAలో 98% విశ్లేషిస్తుంది. దీని అర్థం WGS మొత్తం జీనోమ్‌లోని వైవిధ్యాలను గుర్తిస్తుంది, కొన్ని ఎంచుకున్న ప్రాంతాలను కాదు, 30X కవరేజీతో. WGS రోగ నిర్ధారణ, సంరక్షణ, ఫిట్‌నెస్, పోషకాహారం మరియు మందుల విషయంలో ఉపయోగపడుతుంది. ఇది సమగ్ర బయోఇన్ఫర్మాటిక్స్ విశ్లేషణ, క్లినికల్ విశ్లేషణ మరియు వివరణాత్మక నివేదికను కూడా కలిగి ఉంటుంది.

MMG యొక్క WGS సహాయపడుతుంది:

రోగ నిర్ధారణ చేయడం: కొన్ని జన్యు పరిస్థితులు నిర్ధారణ సవాలును కలిగిస్తాయి. ఒకే జన్యు పరీక్ష సంక్లిష్ట వ్యాధుల లోతైన విశ్లేషణను అందించదు. MMG యొక్క WGS సంక్లిష్ట మరియు అరుదైన పరిస్థితులను గుర్తించి, వాటి నిర్వహణలో సహాయపడుతుంది.

ఖచ్చితమైన వైద్యం: MMG యొక్క WGS DNAలోని మార్పులను విశ్లేషిస్తుంది మరియు ఒక వ్యక్తికి ప్రభావవంతమైన మందులను గుర్తించడంలో సహాయపడుతుంది. ఇది క్యాన్సర్, మధుమేహం, గుండె జబ్బులు వంటి వ్యాధుల చికిత్స విధానాన్ని గణనీయంగా మారుస్తుంది.

వ్యాధి నివారణ: వ్యాధుల కోసం జన్యు పూర్వ వైఖరి DNAలో కోడ్ చేయబడింది. MMG యొక్క WGS అటువంటి పూర్వ వైఖరిలను గుర్తించి, వ్యూహాత్మక నివారణ ప్రణాళికను అమలు చేయడానికి సహాయపడుతుంది.

MapmyGenome యొక్క NGS సొల్యూషన్స్‌లోని ప్రక్రియ:

1. MapmyGenome యొక్క బోర్డ్ సర్టిఫైడ్ జెనెటిక్ కౌన్సెలర్‌తో రోగులు, కుటుంబ సభ్యులు మరియు వైద్యులతో పరీక్ష పూర్వ జన్యు కౌన్సిలింగ్.

2. నమూనా సేకరణ (రక్తం/బుక్కల్ స్వాబ్). రోగి యొక్క డాక్టర్ పరీక్ష కోసం అభ్యర్థనను పంపుతారు. నమూనాను సున్నితత్వం కోసం పరీక్షిస్తారు.

3. నెక్స్ట్ జనరేషన్ సీక్వెన్సింగ్ (NGS)ని ఉపయోగించి, జన్యు డేటాను ఆరోగ్య సమాచారాన్ని సంగ్రహించడానికి మరియు సమగ్ర ఆరోగ్య నివేదికను రూపొందించడానికి విస్తృతమైన విశ్లేషణకు గురిచేస్తారు.

4. మా జెనెటిక్ కౌన్సెలర్‌తో పరీక్ష అనంతర జన్యు కౌన్సిలింగ్ సెషన్, నివేదిక మరియు రోగి కుటుంబానికి దాని క్లినికల్ చిక్కులను అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది.

5. వైద్యులు మరియు కుటుంబాలకు జెనెటిక్ కౌన్సెలర్ యొక్క సారాంశం మరియు ఆరోగ్య పరిస్థితుల తదుపరి అనుసరణ మరియు నిర్వహణ కోసం సిఫార్సుల నివేదిక అందుతుంది.