Dypsekvensering. Next generation sequencing (NGS) High throughput sequencing (HTS)

Like dokumenter
I lys av akkreditering Overgang fra Sanger sekvensering til dypsekvensering innen genetisk sykdomsdiagnostikk

Madeleine Fannemel Avd for medisinsk genetikk

Kromosomer, gener og DNA

Kromosomer, gener og DNA

Genetikk i vår tid: Et paradigmeskifte. Kaja Selmer Avd. for medisinsk genetikk NK-SE

Den genetiske revolusjon til nytte for meg?

Molekylærgenetiske og cytogenetiske metoder innen diagnostikk

Diagnostisk panel og eksomsekvensering tre års erfaring

Genetiske undersøkelser av biologisk materiale

Tilbakemeldingsskjema

Utvikling av molekylære metoder

Hurtigtesten som utføres per i dag. Åpent møte 7 januar 2008 Gentesting ved bryst- og eggstokkreft

Gentesting ved alvorlig sykdom. Rapport fra

Status i forskning: Demens og arvelighet. Arvid Rongve Psykiatrisk Klinikk Helse Fonna

Genetikk og persontilpasset medisin Ny teknologi nye muligheter og nye utfordringer

Diagnostisk eksomsekvensering norske erfaringer

Veileder for postnatal helgenoms kopitallsanalyser

NGS = Next generation sequencing Massiv parallell sekvensering (MPS) Dypsekvensering

Obligatorisk innlevering 3kb vår 2004

Laboratorieveileder for genetiske analyser av fødte

Hvilke IT-tekniske (og andre) utfordringer stiller genteknologien helsevesenet overfor?

Nomenklatur, tolkning og klassifisering av sekvensvarianter NPU-kodeverket

Grenseløs forskning. Status og behov for forskning på sjeldne tilstander

Psykisk utviklingshemming. Gertraud Leitner Barnelege HABU SSK

NGS (Neste Generasjons Sekvensering) i diagnostikk, erfaringer og resultater

Oversikt over kap. 11. Kap. 11 Den direkte påvisning av genotype skiller individuelle genomer. Fire klasser av DNA polymorfismer.

Eksomsekvensering og MODY Nålen i høystakken eller nyttig diagnostisk verktøy?

Genfeil i kreftsvulster nøkkelen til en mer persontilpasset behandling?

Innhold. Seksjon I Innledende og overordnede tema. Forord Innledning Av Gunnar Houge, Jarle Eknes og Ivar Mæhle

Kvantitative analyser av DNA og RNA

Persontilpasset medisin. Dag Undlien Avdeling for medisinsk genetikk Oslo Universitetssykehus og Universitetet i Oslo

Persontilpasset medisin og sjeldne diagnoser

Genkartlegging. Hva er egentlig et genkart? Genetisk og fysisk kartlegging

MSI erfaringer fra Tromsø

Manglende tenner og litt til

Utvikling av forskningsinfrastruktur i samspill med brukerne og hvordan sikre transparent prosjektutvelgelse. Dag Undlien

Litt om utredning og genetikk fra en klinikers ståsted. Bergen MIUH Nils Olav Aanonsen Avd for nevrohabilitering, OUS

Møtesaksnummer 20/17. Saksnummer 16/ Dato 14. mars Kontaktperson Tove Ringerike

Bioteknologi i dag muligheter for fremtiden

Preimplantasjonsdiagnostikk PGD Hvorfor, hvordan, hva får vi vite? Arne Sunde

Undersøkelse av gener ved arvelige bindevevssykdommer

Genetikkens plass i klinikken noen overordnede tanker

Nedarving autosomal recessiv - en stor fordel i avl La oss på en forenklet måte se litt på hvordan denne defekten nedarves.

Oppgave 2b V1979 Hvor i cellen foregår proteinsyntesen, og hvordan virker DNA og RNA i cellen under proteinsyntesen?

Klinisk molekylærmedisin (4): Indirekte diagnostikk ved koblingsanalyser

PERSONTILPASSET MEDISIN DELPROSJEKT 2 KREFT

Arabidopsis thaliana, vårskrinneblom

Syndromer, identitet, kliniske eksempler. Valeria Marton Overlege, Seksjon for voksenhabilitering, UNN

Strømme syndrom - Jakten på et gen

Hvilke nye krav stiller den persontilpassede kreftdiagnostikken patologifaget overfor?

NTNU. Genetisk testing. Termin IC Frank Skorpen Institutt for laboratoriemedisin, barne- og kvinnesykdommer

Vedlegg til RAPPORTERING KOMPETANSESENTER: Nevromuskulært kompetansesenter, UNN

Gentester del II: hvordan skal REK forholde seg til bruk av genetiske undersøkelser i forskningsprosjekter? Jakob Elster REK sør-øst

Med LEAN som verktøy innenfor genetisk diagnostikk:

Ataksier. Jeanette Koht Nevrolog Drammen sykehus. Frambu 22.september 2015

Arvelige perifere nevropatier diagnostisert ved dypsekvensering

FLERVALGSOPPGAVER ARV

Utredning og behandlingstilbud ved psykisk utviklingshemming i spesialisthelsetjenesten

Født Født sånn sånn eller blitt sånn? Monica Cheng Munthe-Kaas, OUS

Velkommen. Rogaland legeforening. First Hotel Alstor 22. september 2015

Genressurser i moderne planteforedling og forskning

Hvordan ser fremtiden ut?

Karin Bruzelius. Vedr. genetisk testing av pasienter med 22q11 indikasjon

GRUNNLEGGENDE GENETISKE BEGREPER Del I - en serie om kattegenetikk

Genetikk og psykiatri; akademisk interesse eller klinisk relevans? Psykiatriveka 2018, psykiater, 1. amanuensis Eva Albertsen Malt

Dette vil jeg si noe om

Genetikk og nyfødtscreening. Trine Prescott Avdeling for medisinsk genetikk, OUS September 2011

Nasjonal DNA sekvensdata IT plattform for helsevesenet- genap. Store data møter medisinen 1. september 2015

Oslo, 17. desember Revisjon av bioteknologiloven: Innspill til Helse- og omsorgsdepartementet fra REK/ NEM

Forslag til nasjonal metodevurdering

Innspillskjema for legemidler

Genomkartlegging er det noe nyttig for havbruksnæringen?

PERSONTILPASSET MEDISIN DELPROSJEKT 1 SJELDNE DIAGNOSER

fellesskapsressurs og personlig informasjon

Populasjonsgenomikk på torsk -et verktøy for identifisering av viktige genomiske regioner for oppdrettsnæringen.

Translasjonsforskning i utviklingsforstyrrelser status og muligheter i Norge

Høringsnotat. Forskrift om farmakogenetiske undersøkelser

Vi som står bak prosjektet er Eirik Krogstad og Petter Hannevold. Vi har gjort et prosjekt sammen med Microbial Evolution Research Group (MERG) ved

Genetisk testing. Genetisk testing. Termin IC Frank Skorpen Institutt for laboratoriemedisin, barne- og kvinnesykdommer

Fagruppe molekylær patologi

Fragilt X syndrom. Gry Hoem Lege, PhD, Medisinsk Genetikk, UNN

NOU 1999:20 Å VITE ELLER IKKE VITE. GENTESTER VED ARVELIG KREFT HØRING

Kurskalender Høringsutkast -

Etablering av nasjonal anonym sekvensvariantdatabase - vurdering av anonymitet

Hva kan vi bruke WGS til?

Forskning på barn, spesielt genetisk forskning. Arvid Heiberg Overlege, professor (em) Avdeling for medisinsk genetikk OUS, Rikshospitalet.

Gensaksen CRISPR - Når ivlet. Sigrid B. Thoresen, Seniorrådgiver i Bioteknologirådet

Brukermedvirkning,i,brystkreftforskning, erfaringar i,bergen


Repetisjonsark til vurdering i naturfag Celler og arv. Kap.1 Celler og arv Kjenneteikn på levande organismar S. 7-8

En nasjonal plattform for persontilpasset kreftbehandling

Kontinuasjonseksamen, MEDSEM2/ODSEM2/ERNSEM2 høst 2007 Onsdag 20. februar 2008 kl. 09:00-15:00

Har jeg arvelig disposisjon for hjertesykdom?

Ny ILAE klassifikasjon av epilepsiene

Molekylær karyotypering ved prenatal diagnostikk

Navn: Tilhørighet / Innspill på vegne INNSPILL:

Hvordan skal vi sikre god diabetesdiagnostikk ved hjelp av HbA1c?

IVA TEMPLE. Tools Enabling Metabolic Parents LEarning BASERT PÅ DEN ORIGINALE TEMPLE SKREVET AV BURGARD OG WENDEL VERSION 2, FEBRUAR 2017.

Referat fra Stiftelsesmøtet for Norsk Selskap for Humangenetikk 21 august 2007

Transkript:

Dypsekvensering Next generation sequencing (NGS) High throughput sequencing (HTS) Bioingeniørkongressen 03.06.2016 Eidi Nafstad Avdelingsingeniør Avdeling for medisinsk genetikk, OUS Kromosomer og DNA 1

Fra gen til protein Standardmetoder på genetisk laboratorium Fragmentanalyse - Fragmentlengder (ekspansjoner) - Semikvantitativ - trisomier MLPA - delesjoner/duplikasjoner DNA sekvensering - enkeltbasemutasjoner - små delesjoner/insersjoner FISH - påvisning av fravær/tilstedeværelse av spesifikke sekvenser - informasjon om plassering - avhengig av celler i deling Southern blotting - store (kb) delesjoner/ekspansjoner Karyotyping - påvisning av store strukturelle feil >5 Mb - påvisning av numeriske feil - avhengig av celler i deling Array CGH - påvisning av delesjoner/duplikasjoner i hele genomet >50 kb - ser ikke balanserte kromosomfeil eller triploidi 2

Monogene sykdommer hos mennesket En gentisk feil kan alene gi en tilstand/sykdom Valgt avgrensning Ca. 4700 tilstander/sykdommer har en kjent genetisk årsak (OMIM) Mange tilstander/sykdommer har fortsatt ingen kjent genetisk årsak Økt sekvenseringseffektivitet en genetisk revolusjon Sangersekvensering: Sekvensering av ett og ett ekson (ca. 500 baser i hver reaksjon) Dypsekvensering: Massiv parallellisering av sekvenseringen Kan sekvensere hele genomet på en gang (ca. 3Mb) 3

Dypsekvensering gir nye muligheter Store muligheter for effektivisering Sykdom/tilstand assosiert med flere gener Mange gener kan sekvenseres samtidig Bedre diagnostikk av heterogene tilstander Nye pasientgrupper får tilbud Større mulighet til å finne årsak til sykdom Ny kunnskap fra forskning kan implementeres raskt i diagnostikk Dypsekvensering prinsipp 4

Ulike mengder DNA sekvenseres Målrettet/ targeted sekvensering: Kun gener analysen er designet for Få gener og mange pasienter Eksomsekvensering: alle genene Ca. 20 000 gener 1 2 % av genomet Mange gener og få pasienter Genomsekvensering: Hele genomet sekvenseres Ca. 3 Gb 5

Maks antall cluster 25 M 400 M 4000 M 6000 M Maks sekvenslengde 2x300 bp 2x150 bp 2x125 bp 2x150 bp Sekvensmengde/run 15 Gb 120 Gb 1 000 Gb 1 800 Gb Typisk tid/run 24 timer 24 timer 6 dager 3 dager Eksempler AMG OUS Arvelig kreft (17 gener) 24 prøver/run TruSight One (~5000 gener) 36 prøver/run Eksom (ca. 20 000 gener) 64 prøver/run Genom (3 Gb) 16 prøver/run Dataprosessering Demultipleksing Sortere hvilke sekvenser som tilhører hvilken prøve Mapping Aligne DNA sekvensene fra hver prøve mot en referanse Variant calling Finne sekvensvarianter (forskjeller fra referansen) Annotering Legge til informasjon fra eksterne databaser Gir sekvensvarianten konsekvenser på proteinnivå? Har andre sett sekvensvarianten før, finnes den i databaser? Finnes den i forskningsartikler som beskriver varianten? 6

Dataprosessering Krever store mengder datakraft og lagring Prosesseringstid (cpu timer) Analysetid (timer) Lagring (GB) Eksom 70 11 40 Genom 1000 81 500 Regneklynge Bruker Tjenester for sensitive data ved UIO Sikker løsning for prosessering og lagring av data Over 1500 prosessorkjerner >1 petabyte lagring (1PB = ~1 000 000 GB) 7

Visualisering av data IGV: Integrative Genomics Viewer 8

Vurdering av varianter Kategoriseres inn i fem klasser 1 dokumentert normal 2 sannsynlig normal 3 usikker klinisk betydning (VUS) 4 sannsynlig sykdomsgivende 5 dokumentert sykdomsgivende t tekniske artefakter u utenfor området som skal vurderes Varianter i klasse 3 5 rapporteres til rekvirent Analyse kun av relevante gener (genlister/genpanel) Begrenser antall funn som må vurderes antall varianter av usikker klinisk betydning (VUS) antall utilsiktede funn Diagnostiske genlister skal være evidensbaserte Evidens for at mutasjon i genet som analyseres forårsaker gitt tilstand 9

Frekvensdatabaser 1000 Genome ESP (NHLBI Exome Sequencing Project) ExAC (Exome Aggregation Consortium) Ca. 60 000 individer (ikke i slekt) IntDB Oppsamling av varianter funnet i alle diagnostiske eksomer analysert ved AMG OUS Alle syke, men forskjellige sykdommer Inneholder norske varianter 10

Nye utfordringer ved dypsekvensering Store datamengder Lagring Prosessering Overføring Analyse Kun få kommersielle programvare for analyse av sekvensdata Pipeline må utvikles av våre bioinformatikere Kvalitet Usikker deteksjon av delesjoner og duplikasjoner Andre metoder kjøres eventuelt parallelt Variantvurdering Mange flere varianter Genpaneler AMG OUS Antall gener Lab prep kit Sekvensator Epileptisk encefalopati og psykisk utviklingshemming 57 Genetiske bindevevssykdommer 33 Ciliopatier (8 underpaneler) 115 Hereditær spastisk paraparese og hereditær ataksi 51 Iktyose (ikke x bundet) 40 Mitokondriesykdommer 115 Epidermolysis bullosa 20 Medfødt glykosyleringsdefekt type 1 25 Ektodermal dysplasi og hypodonti 35 Craniofaciale malformasjoner ca. 60 Primær immunsvikt ca. 300 Trio Psykisk utviklingshemmng og forsinket utvikling 755 Agilent Sure Select 50Mb exome Illumina TruSight One ~5000 gener Arvelig kreft 17 Illumina Nextera Custom Capture Kardiomyopati? Illumina TruSight Cardio 174 gener HiSeq 2500 NextSeq 500 MiSeq MiSeq 11

Takk for meg! 12

Vesentlige parametre ved variantvurderingen Frekvens i normal populasjoner Endringens plassering Kodende ikke-kodende i spleisesete Type endring Delesjon, duplikasjon, insersjon Enkeltbaseforandring (SNP) Arveform (dominant, recessiv, X-bundet) Ulike analysestrategier De novo (trio) Resessiv, homozygot Resessiv, sammensatt heterozygot Flere urelaterte pasienter med samme fenotype Filtrering av gener for analyse (genlister) 13

14