外显子组及全外显子组测序WES

1 外显子和外显子组

外显子是蛋白质的编码区域，是这和生物基因组的一部分。基因组中的全部外显子称为外显子组。人类基因组大约有1.8*10^5个外显子，30Mb，占人类基因组的1%。
研究表明，人类85%以上的疾病基因都由外显子碱基突变造成。

exom

2外显子测序技术的原理

Exome sequencing, 也叫 whole exome sequencing (WES)

包括三步：

• 外显子序列的捕获富集
• DNA测序
• 数据统计分析

流程

2.1 外显子组的捕获富集

目前，主要通过(NimbleGen)和安捷伦（Agilent) 两种捕获芯片对外显子序列进行富集。其基本原理是捕获，富集，高通量分析

捕获富集

• 首先将基因组 DNA随机打断成200 ~ 300 bP 左右的片段,随后进行 DNA片段平末端修复，5'端加磷酸基团，3'端 加 PolyA 尾 ，通过 TA连接将接头序列加到片段两端，经过一轮 PCR增后成为完整的片段文库
• 然后将这些DNA片段与捕获芯片进行杂交，从而得到富集的目标片段;随机把目的片段连接成长链DNA片段
• 然后再次随机打 断并在其两端连接上测序接头
• 然后用与接头相匹配的序列为引物进行PCR扩增
• 经质量检测合格后的外显子组文库即可上机测序。

2.2 DNA测序

二代测序为主

2.3 数据分析

• 常规图像信息数据分析
  去噪音，锐化，定位，校正等

• 生物信息学分析
  挖掘变异位点（包括SNP,短的插入/缺失片段）
  流程是：通过质控去除测序中的低质量reads，然后将高质量的reads与参考基因组进行比对，统计SNP，Indels，CNV等，并进行注释，筛选，分析，验证等。
  
  SNP

3 应用

3.1 遗传性疾病的检测

遗传性疾病包括单基因并，多基因病，染色体异常疾病，线粒体基因病和体细胞遗传病等。
单基因疾病又叫孟德尔遗传病，是单个基因突变导致的疾病，常以孟德尔遗传模式存在于家系。

3.2 发现致癌基因和抑癌基因

外显子区域突变容易导致非正常功能蛋白的产生，甚至和细胞癌变能力相关。这对标记物，治疗等有重要意义。

3.3 肿瘤分子分型