В светлината на бързото развитие в областта на геномиката, технологиите за генотипиране играят ключова роля в разбирането на генетичните особености и технологията на Illumina GSA (Genotyping Array) е една от водещите в областта. Този блог пост ще представи основните стъпки в метода на генотипиране с Global Screening Array (GSA) чипове на Illumina и как този процес допринася за нашето разбиране за генетичната информация.
Генотипирането не е тривиален процес. При него първо се намират места в ДНК-то, за където се знае, че често се случват мутации. Определя се кои гени идват от майката, и кои от бащата. След това, на база натрупаната информация към коя хаплогрупа спада даден ген (Хаплогрупата е група от алели, които се наследяват заедно от един родител), останалите гени от хаплогрупата се добавят. Следвайки този процес се сглобява информация за целия геном.
Разгледайте инфографиката за основните стъпки на процеса, след това научете в детайли какво представлява всяка от тях:
Това видео от Illunima показва нагледно гореописания процес:
Стъпка 1: Подготовка на пробата
Процесът на генотипиране започва със събирането на биологични проби, като кръв или слюнка, които съдържат генетичния материал, ДНК, който служи като основа за генотипиране. След вземане на проби, ДНК се извлича с помощта на специализирани техники. Извлечената ДНК се подлага на обработка, за да се гарантира нейната чистота и качество, тъй като успехът на следващите стъпки зависи от целостта на генетичния материал.
Стъпка 2: Фрагментиране на ДНК
След като ДНК бъде извлечена, тя се подлага на процес, наречен фрагментация. В тази стъпка дългите ДНК вериги се разграждат на по-малки, по-управляеми фрагменти. Фрагментирането е критична стъпка, защото помага да се създадат еднакви по размер ДНК парчета, което улеснява анализирането и гарантира, че следващите стъпки на хибридизация са ефективни.
Стъпка 3: Дизайн на масив
Чиповете Illumina GSA използват технология за микрочипове, която включва проектиране и производство на солидна опора, обикновено стъклен предмет или силиконов чип, съдържащ хиляди до милиони ДНК сонди. Тези сонди са къси, едноверижни ДНК последователности, които са предназначени да бъдат комплементарни на специфични целеви последователности в генома. Сондите са стратегически подредени върху чипа, създавайки масив. Всяка позиция в масива съответства на специфичен генетичен вариант или маркер.
Стъпка 4: Хибридизация и флуоресцентно маркиране
След това фрагментираната ДНК се подлага на процес, известен като хибридизация. По време на хибридизацията ДНК фрагментите от пробата се свързват или хибридизират с комплементарните сонди на микрочипа. Важно е, че чиповете Illumina GSA използват два вида сонди за всеки генетичен вариант, всяка маркирана с различно флуоресцентно багрило. Това етикетиране позволява диференциране на алели или генетични вариации по време на последващ анализ.
Стъпка 5: Сканиране и анализ
След като хибридизацията приключи, микрочипът се сканира с помощта на флуоресцентен скенер. Скенерът открива интензитета на флуоресценцията във всяка позиция на масива, улавяйки сигналите от белязаните сонди. Интензитетът на сигналите съответства на количеството ДНК, свързано с всяка сонда, предоставяйки информация за генотипа на индивида при този специфичен генетичен вариант.
Стъпка 6: Тълкуване на резултатите
След това сканираните данни се подлагат на задълбочен анализ с помощта на специализиран софтуер. Софтуерът интерпретира флуоресцентните сигнали и определя генотипа на индивида при всеки маркер на микрочипа. Тази информация е от решаващо значение за разбирането на генетичните вариации, присъстващи в извадката от популацията, и може да се използва в асоциативни проучвания за идентифициране на връзки между специфични генетични варианти и черти, заболявания или други характеристики, представляващи интерес.
