Das Exom beinhaltet alle proteinkodierenden Regionen des menschlichen Genoms, die auch als Exons bezeichnet werden. Obwohl Exons nur 1 % bis 2 % des Genoms ausmachen, befinden sich circa 89 % aller bekannten krankheitsverursachenden Mutationen in diesen Regionen. Daher ist es oft sinnvoll, eine gezielte, konventionelle Exom-Analyse durchzuführen. Das Ziel der Sequenzierung des gesamten Exoms („whole exome sequencing“, WES) ist es, genetische Varianten in einer Probe zu identifizieren. Eine Variation in einer proteinkodierenden Region kann Krankheiten wie die multiple endokrine Neoplasie Typ 2B, Chorea Huntington oder die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit verursachen. Solche krankheitsverursachenden Varianten können mit Hilfe der Sequenzierung des gesamten Exoms identifiziert werden.
Allerdings können besonders bei komplexen Krankheitsbildern krankheitsverursachende Varianten auch in nicht-kodierenden Regionen liegen. Diese Regionen sind normalerweise nicht bei der konventionellen Sequenzierung des gesamten Exoms abgedeckt. Mit unseren ExomeXtra®-Sequencing-Produkten werden krankheitsrelevante Varianten auch in nicht-kodierenden, intronisch oder regulatorischen Regionen abgedeckt. Wir verwenden relevante Datenkbanken, wie die Human Gene Mutation Database (HGMD) oder die ClinVar Datenbank, als Quellen für diese krankheitsrelevanten Varianten. Varianten die als pathogen oder wahrscheinlich pathogen eingestuft werden, nehmen wir mit auf in unsere Anreicherung. Da die Bewertung und Klassifizierung dieser Varianten sich ändern kann, aktualisieren wir regelmäßig unsere ExomeXtra®-Produkte, damit sie dem aktuellen Wissensstand entsprechen. So werden nicht nur neu klassifizierte pathogene oder wahrscheinlich pathogene Varianten in die Anreicherung mit aufgenommen, sondern auch Varianten, die nicht mehr als solche klassifiziert sind, werden entfernt.
Unsere ExomeXtra®-Produkte enthalten aber nicht nur relevante Varianten in nicht-kodierenden Regionen; mit dem neuen und einzigartigen CNV-Backbone sind genomweite Analysen und der hochauflösende Nachweis von Kopienzahlveränderungen („copy number variations“, CNVs) möglich – ohne das gesamte Genom sequenzieren zu müssen! Für das CNV-Backbone werden genomische Informationen gesammelt durch regelmäßige Intervalle. Mit dem CNV-Backbone können Deletionen und Duplikationen im gesamten Genom erkannt werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit steigt, krankheitsverursachende Mutationen zu entdecken. Die CNV-Erkennung in sowohl kodierenden als auch nicht-kodierenden Bereichen ist einzigartig in Exomsequenzierungs-Ansätzen.
Da mehr Daten generiert und analysiert werden mit den ExomeXtra®-Produkten im Vergleich zu konventionellen Exom-Sequenzierungsansätzen, wird auch ein höherer Output benötigt, um die Sequenzierergebnisse angemessen auszuwerten und die komplexe genetische Ursache für eine Krankheit zu identifizieren.
Abbildung 1 | ExomeXtra® Sequencing vs. Whole Exome Sequencing. Bei der Sequenzierung des gesamten Exoms (“whole exome sequencing”, WES), werden exonische Regionen (E) mit ausreichender Tiefe sequenziert, um Varianten zuverlässig bestimmen zu können. Unsere ExomeXtra® Sequencing-Produkte besitzen zusätzlich ein CNV-Backbone für die genomweite Bestimmung von Kopienzahlveränderungen („copy-number variations“, CNVs). Zusätzlich werden krankheitsrelevante Varianten in kodierenden und nicht-kodierenden, intronischen (I) Bereichen angereichert, um die genetische Ursache einer Erkrankung zuverlässig zu bestimmen.