Tıbbi Onkolog Prof. Dr. Mustafa Özdoğan Memorial Antalya Hastaneler Grubu Onkoloji Merkezi Başkanı "Kanser alanındaki en büyük eksiklik, halka yönelik sade ve anlaşılabilir bilgiye ulaşılamamasıdır. Web sitemiz ile bu eksikliği giderdiğimizi düşünüyorum."

Anasayfa - Kanser Haberleri - Genetik - Temel onkoloji - Yeni nesil dizileme (Next-Generation Sequencing, NGS) nedir? Onkolojide kullanımı
Yeni nesil dizileme (Next-Generation Sequencing, NGS) nedir? Onkolojide kullanımı

Yeni nesil dizileme (Next-Generation Sequencing, NGS) nedir? Onkolojide kullanımı

Yazı Boyutu:
Küçült
Sıfırla
Büyült
28.04.2018

Yeni nesil dizileme (next-generation sequencing, NGS) genetik teknolojisi, tek bir örnekten alınan milyonlarca parçaya ayrılmış bir DNA molekülünün her bir parçasının aynı anda ve uyum içerisinde paralel olarak işlenmesini temel alır. Yeni nesil dizileme teknolojisi, beraberinde getirdiği avantajlar ile pek çok alanda yürütülen biyolojik araştırmaların vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir.

2010 yılından önce genlerin analizi real-time PCR ve mikroarray gibi yöntemler ile kısıtlı kalmaktaydı. Tüm genlerin eş zamanlı analizi hem karmaşık bir olaydır ve hem de geniş kapsamlı teknolojiler gerektirmektedir. Günümüzde yeni nesil dizileme (next-generation sequencing, NGS) teknolojileri; DNA, RNA, mikro-RNA, Piwi RNA gibi hücre içerisindeki moleküller hakkında düşük maliyetle, hızlı

ve paralel olarak çok büyük miktarda veri elde edilmesini sağlamıştır.

Şekil 1: İnsan için söyleyecek olursak, 23 kromozomumuzda bulunan tüm genlerimizin toplamına genom denir (insanda yaklaşık 25 bin adet gen vardır). DNA hasarlarını taramak için tüm genomu taranabilir ki buna tüm genom dizi analizi denir. Günümüzde en popüler genom analiz tekniği NGS'dir. Fakat tüm genomu analiz etmez hem zahmetli hem de bir miktar gereksiz bir analiz olacaktır. Çünkü genomun sadece %2'si proteinleri kodlamaktadır. Bu nedenle sadece protein kodlayan kısımları yani tüm ekzomu analiz etmek, günümüzde DNA mutasyonlarını taramanın en iyi yolu olarak karşımıza çıkmaktadır.

1990 yılında başlayan ve milyarlarca dolara mal olan İnsan Genom Projesi'nin 2003'te tamamlanmasına doğru, büyük çaplı paralel dizileme olarak da adlandırılan yeni nesil dizileme, genetik biliminin ana konularından biri olmuştur. NGS, önceki dizi bilgisi olmayan milyonlarca DNA parçasının eşzamanlı dizilemesine izin verir. Bu ileri teknoloji, daha önce polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile çoğaltılan bir veya birkaç DNA parçasının geleneksel dizileme yöntemleriyle karşılaştırıldığında gerçek bir devrim olmuştur.

Yeni nesil dizileme;

• DNA'daki bir bölgesi yüzlerce kez okur,

• Bu sayede düşük orandaki değişiklikleri tespit edebilir,

• kapasitesi yüksektir, bir insanın tüm DNA'sını okuyabilir.

Yeni nesil sekanslama / dizileme nasıl yapılır?

NSG, DNA’yı oluşturan nükleotidlerin sıralarını yani nasıl dizildiklerini belirler. DNA'yı oluşturan 4 nükleoid vardır:

• A-adenin,

• G-Guanin,

• C-Sitozin,

• T-Timin

NGS'de daha önceki genetik dizileme tekniklerden farklı olarak, paralel birçok dizileme reaksiyonu aynı anda yapılarak yüksek hacimli ve hızlı sonuç alınmaktadır. Yüksek hacimli bir analiz yöntemi olmasının yanı sıra barkod yöntemi ile DNA parçalarının hangi örneğe ait olduğu kolayca takip edilmekte ve bu sayede aynı reaksiyonda onlarca örnek bir arada çalışılıp örnek başına maliyet düşürülmektedir.

Şekil 2: Yeni nesil dizileme şu basamaklarda açıklanabilir:

• Dizilenecek olan DNA ilk önce parçalara ayrılarak bir veri oluşturulur,

• daha sonra bu parçaların uçlarına adaptör dizileri ve barkod dizileri eklenir,

• adaptör dizileriyle katı yüzeye tutturulmuş olan tek zincir halindeki DNA parçalarına işaretli bazlar eklenerek diğer zincirin sentezi gerçekleştirilir,

• her yeni bazın eklenmesi ile ortaya çıkan ışık, pH veya iyon dengesinin değişimi nedeniyle kimyasal ve foto-sensörler hangi bazın eklendiği belirlenmekte ve kaydedilmektedir.

Reaksiyon bittiğinde bilgisayarda kompleks biyoinformatik analizler yapılır. Bu sırada aynı bölgeyi kapsayan 10-20 adet dizileme reaksiyonu sonucu üst üste getirilmekte ve herhangi bir nükleotid değişikliğinin olup olmadığı referans dizisiyle birebir kontrol edilip ortaya çıkarılmaktadır. Böylelikle aynı anda hem mutasyon analizi hem de kromozomların sayısındaki artma veya azalma tespit edilebilmektedir.

NGS teknolojileri ile bir çalışmada tüm genom, transkriptom veya daha küçük hedef bölgelerdeki milyonlarca DNA parçası dizilenebilmektedir.

İnsan Genom Projesi'nin tamamlanmasından sonra gen sayısının beklenenden çok daha az bulunması (3 milyar nükleotide karşı sadece 25 bin gen bulunması) ve DNA'daki protein kodlayan bölge oranının düşük olması (sadece %2), bilim insanlarını genomdaki kodlanmayan bölgelerin araştırılmasına ve RNA dizilemelerine yönlendirmiştir.

Onkolojide yeni nesil dizileme aşağıdaki konularda kullanılmaktadır:

• DNA sekanslamasına dayanan kalıtsal kanser sendromlarında mutasyon tespiti,

RNA-dizilemeye dayalı spliceogenic varyantların saptanması (kalıtsal meme kanseri genleri BRCA 1 ve 2'nin dizilemesi),

• risk modifiye edicilerinin belirlenmesi için DNA-dizileme ve pre-implantasyon genetik tanı için uygulama,

• kanser somatik mutasyon analizi,

• farmakogenetik ve

likit (sıvı) biyopsi.

*

- Ailesel, Kalıtsal ve Sporadik: Kanserde sıklıkla karıştırılan kavramlar

Sağlıklı ve mutlu kalın...
Daha fazla veya daha az alkışlayarak, bize hangi yazılarımızın daha fazla ilgi çektiğini gösterebilirsiniz.
Kaynak:

Rick Kamps ve ark.
Next-Generation Sequencing in Oncology: Genetic Diagnosis, Risk Prediction and Cancer Classification.
Int J Mol Sci, Feb 2017.
Sayfada yer alan yazılar sadece bilgilendirme amaçlıdır, tanı ve tedavi için mutlaka doktorunuza başvurunuz.
İlgili Kanser Haberleri
Akciğer ve hormona dirençli prostat kanserinde sıvı-kandan biyopsi
Akciğer ve hormona dirençli prostat kanserinde sıvı-kandan biyopsi
Yeni dünyanın kapısı aralanıyor: 2 yeni CRISPR patentini Kaliforniya aldı
Yeni dünyanın kapısı aralanıyor: 2 yeni CRISPR patentini Kaliforniya aldı
Uzun yaşamın sırları çözülmeye devam ediyor
Uzun yaşamın sırları çözülmeye devam ediyor
Genler için de Eğitim Şart! Kanserde Epigenetik Tedaviler
Genler için de Eğitim Şart! Kanserde Epigenetik Tedaviler