Секвенирование нового поколения (NGS)

Что такое ДНК?

Как известно, молекула ДНК (дезоксирибонуклеииновая кислота) - основа жизнедеятельности всех живых организмов. Последовательность составляющих её оснований (аденин, гуанин, тимин, цитозин) обеспечивает хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования организма. 

В клетках человека ДНК находится в ядре в составе хромосом, а также в клеточных органоидах митохондриях. 

Поэтому, зная последовательность нуклеотидов в ДНК, возможно определить, является ли данная последовательность нормальной или несет какие-либо особенности, что могут проявиться как тяжелая болезнь или не влиять на качество жизни.

Известно, что человеческий геном содержит 20—25 тыс. активных генов. Гены неравномерно распределены по хромосомам. Каждая хромосома содержит богатые и бедные генами участки. А с применением секвенирования нового поколения (NGS) возможно проведение анализа как на генном, так и на хромосомном уровне. 

Как выполняется определение последовательности ДНК с применением секвенирования нового поколения (NGS)?

Приборы, на которых выполняется секвенирование нового поколения, используют технологию "секвенирования с помощью синтеза" (sequencing-by-synthesis, SBS). Одна из применяемых технологий в оборудовании такого рода - это детекция сигналов ионов водорода (Н+), которые появляются при работе специального фермента (ДНК полимеразы), достраивающего к цепочке ДНК исследуемого образца нуклеотиды по принципу комплиментарности (А-Т, Г-Ц).

В сущности, такой прибор представляет собой очень чувствительный pH-метр. Каждый чип, который используется для исследования, содержит миллионы ион-чувствительных полупроводниковых транзисторных (ion-sensitive field-effect transistor, ISFET) сенсоров, позволяющих параллельную детекцию множества секвенирующих реакций. Технология "секвенирования с помощью синтеза" позволяет получать более длинные последовательности ДНК в отличии от других технологий. 

Какую пользу может принести исследование с применением NGS?

С помощью современного метода NGS специалистам МЦ ИГР стало доступным исследование полного хромосомного набора эмбрионов до их переноса в матку. Это предоставляет возможность выявить не только более распространенные хромосомные аномалии (например, трисомия 21 – синдром Дауна), а и редкие нарушения в наборе хромосом, вплоть до мелких удвоений (дупликаций) или потерь (делеций) в структуре хромосом.

В мировой медицинской практике давно известно, что нарушения хромосомного набора и/или структуры хромосомы являются самыми частыми причинными ненаступления беременности  или ее самопроизвольных прерываний. Поэтому МЦ ИГР предоставляет возможность провести анализ полного хромосомного набора абортивного материала с применением секвенирования нового поколения(NGS).

Также важно использование метода NGS при инвазивной пренатальной диагностике. Развитие пороков развития у плода часто связано с аномалиями хромосом, как количественными, так и структурными (микроделеции, микродупликации). С помощью современного метода NGS, который предоставляет Вам МЦ ИГР, стало возможным выполнить исследование клеток плодового происхождения, аспирированых при инвазивной процедуре (например, амниоцентезе), получив информацию о хромосомном наборе плода с учетом даже микроструктурных нарушений.