迄今为止最全面的人类基因组结构变异分析

　　

生物通报道  人类基因组结构变异联盟近日对人类基因组中的结构变异（SV）进行了深入研究。他们利用Illumina短读长测序、PacBio长读长测序、BioNano图谱绘制等多项技术来全面分析结构变异。这项成果发表在预印本网站BioRxiv上。

这项研究由欧洲分子生物学实验室、华盛顿大学、密歇根大学以及韩国梨花女子大学的科学家领导。它涉及到三个家系（汉族人、波多黎各人和约鲁巴人）的全面测序，以便全面探索结构变异。“汉族和约鲁巴的家系分别代表了低和高的遗传多样性，而波多黎各家系则代表了群体混合的例子，”作者写道。

与其他形式的遗传变异相比，结构变异为人类基因组赋予更高的多样性。不过，这种变异很难利用短读长技术来鉴定，但它们又是生物学和临床相关的，因此研究界必须找到更好的解决方案。正如作者所说，无法从全基因组测序数据中全面鉴定结构变异，这限制了人类遗传多样性和疾病关联的研究。

于是，研究人员整合了一套前沿的基因组学技术，能近乎完整地评估二倍体基因组中的结构变异。这些工具包括Illumina短读长测序、PacBio 长读长测序、BioNano图谱绘制、合成长读取以及单细胞/单链测序。作者还在每种类型的数据上应用了多种分析算法，进一步提高了灵敏度。

在每个基因组中，研究团队鉴定出80多万个小于50 bp的插入缺失变异和近32万个大于50 bp的结构变异。与之前的研究成果相比，包括千人基因组计划，结构变异的数量增加了七倍。他们还从每个基因组中鉴定出156个倒位，以及大的不平衡染色体重排，这些大多逃过了以前的检测。

研究人员在评估技术贡献后表示，PacBio测序在检测结构变异上的灵敏度是Illumina的三倍，有望更好地发现中等大小的结构变异（50 bp到500 bp），并改善插入序列的检测分辨率。

“长读长序列数据为我们提供了前所未有的遗传变异图像，”作者谈道。“利用15 kb的读长和平均40倍的序列覆盖度，我们能够跨越之前不透明的基因组区域，与短读长测序平台相比，可以发现两到三倍的结构变异。”他们估计，基于短读长数据的变异检出算法往往错过了大多数（77%）的插入。

作者认为，这项研究代表了迄今为止最全面的人类基因组结构变异评估。他们预测，这种全方位的结构变异检测有望提高遗传病患者的诊断率。（生物通 薄荷）

原文标题

Multi-platform  discovery  of  haplotype-resolved structural  variation  in  human  genomes