Разработка программного конвейера для специализированной биоинформатической обработки сложных регионов генома при анализе данных секвенирования NGS пациентов с редкими наследственными заболеваниями и оценка эффективности его применения

Цель исследования Разработать программный конвейер биоинформатической обработки данных секвенирования NGS с использованием специализированных алгоритмов для анализа сложных регионов генома (коротких тандемных повторов, участков с низким покрытием, структурных вариантов, вариантов в областях с вариабельным числом копий, гипервариабельных регионов, митохондриальной ДНК), а также оценить его эффективность при поиске молекулярно-генетических причин заболевания. Объект исследования Пациенты НИКИ педиатрии им. Вельтищева, которым ранее было проведено секвенирование NGS (клиническое секвенирование экзома, полноэкзомное секвенирование, полногеномное секвенирование) в стороннем генетическом центре и интерпретация данных секвенирования, согласно критериям ACMG, не выявившая каузативных вариантов. Методы исследования Алгоритмы, запланированные к использованию при анализе сложных регионов: - Регионы коротких тандемных повторов (STRetch, HipSTR, exSTRa, ExpansionHunter); - Регионы с вариабельным числом копий (таргетное секвенирование: DeviCNV, ClinCNV, GATK; полногеномное секвенирование: CNVnator, mrCaNaVAR, RSICNV); - Митохондриальная ДНК (MSeqDR, MitoSeek, mtDNA-Server); - HLA типирование (Platypus). Молекулярно-генетические методы исследования - количественная ПЦР; - мультиплексная амплификация лигированных зондов (MLPA); - анализ аллелей полиморфных маркеров типа коротких тандемных повторов (STR) и их наследования от родителей; - секвенирование по методу Сэнгера; - исследование сегрегации генетического варианта в семье. Ожидаемые результаты Будет создана библиотека данных NGS пациентов с редкими фенотипами, для которых рутинный анализ данных NGS не выявил каузативных генетических вариантов. Возможная область применения Разработанное в ходе реализации проекта ПО для анализа сложных регионов будет использоваться при анализе данных секвенирования NGS пациентов с редким предположительно наследственным заболеванием. Подробные указания по необходимости его использования будут зависеть от результата оценки эффективности использования дополнительных биоинформатических инструментов для выявления молекулярно-генетической причины заболевания. Высокая эффективность приведет к необходимости использовать разработанное ПО в рутинной практике анализа данных секвенирования NGS. Более низкая эффективность сделает оптимальным использование разработанного ПО в случаях, когда первичный анализ данных NGS по стандартному протоколу не привел к выявлению молекулярно-генетических причин заболевания.