Совершенствование анализа результатов секвенирования ДНК по Сэнгеру: компьютерная программа SeqBase

Введение. Программное обеспечение, предоставляемое производителями автоматических генетических анализаторов, в большинстве случаев позволяет провести адекватный анализ результатов секвенирования ДНК по Сэнгеру для матриц с составом нуклеотидов, близким к эквивалентному. Однако для рассмотрения результатов секвенирования матриц, отличающихся неэквивалентным нуклеотидным составом, требуется проводить анализ электрофореграмм с сохранением информации об интенсивности сигналов флуоресценции. В особенности это касается секвенирования ДНК, модифицированной бисульфитом натрия. Цель: разработать и апробировать в практике научных исследований компьютерную программу для обеспечения адекватного анализа электрофореграмм секвенирования ДНК по Сэнгеру на основе бережного отношения к первичным данным и аккуратного определения базовых линий в спектральных каналах отдельных нуклеотидов. Методы. Программа SeqBase написана на языке C#, программная платформа .NET Framework 4.0, и выполняется в среде исполнения CLR (Common Language Runtime) для операционных систем семейства Windows. Адрес установочного пакета программы SeqBase: http://www.epigenetic.ru/projects/seqbase. Результаты. Разработана компьютерная программа, предназначенная для анализа первичных результатов секвенирования по Сэнгеру (хроматограмм капиллярного электрофореза), полученных на автоматических генетических анализаторах и представленных в файлах формата ABIF (*.ab1), обеспечивающая следующие возможности: 1) просмотр исходных электрофореграмм как в общем виде, так и раздельно по спектральным каналам; 2) кадрирование области анализа; 3) сглаживание сигналов; 4) ручная установка базовой линии по каждому из спектральных каналов; 5) сведение базовых линий по всем каналам; 6) ручная коррекция подвижности фрагментов ДНК в зависимости от типа флуоресцентной метки терминирующего нуклеотида. Апробация программы успешно проведена в рамках ряда исследований, результаты которых опубликованы в рецензируемых научных изданиях. Заключение. Использование программы SeqBase целесообразно для анализа результатов секвенирования по Сэнгеру матриц ДНК с неэквивалентным нуклеотидным составом, в особенности, модифицированных бисульфитом натрия, во избежание получения ложных результатов и для уточнения количественных оценок.

секвенирование ДНК по Сэнгеру, бисульфитное секвенирование, анализ секвенограмм, компьютерная программа SeqBase

1. Hayatsu H. Discovery of bisulfite-mediated cytosine conversion to uracil, the key reaction for DNA methylation analysis - a personal account. Proceedings of the Japan Academy. Series B 2008; 84(8): 321-330. doi: 10.2183/pjab.84.321.

2. Frommer M., McDonald L.E., Millar D.S., Collis C.M., Watt F., Grigg G.W. et al. A genomic sequencing protocol that yields a positive display of 5-methylcytosine residues in individual DNA strands. Proceedings of the National Academy of Sciences 1992, 89(5): 1827-1831. doi: 10.1073/pnas.89.5.1827.

3. Abramycheva N.Y., Fedotova E.Y., Nuzhnyi E.P., Nikolaeva N.S., Klyushnikov S.A., Ershova M.V. et al. Epigenetics of Friedreich’s Disease: Methylation of the (GAA) n-Repeats Region in FXN Gene. Annals of the Russian academy of medical sciences 2019; 74(2): 80-87.doi: 10.1038/s10038-019-0696-z.

4. Baldin A.V., Grishina A.N., Korolev D.O., Kuznetsova E.B., Golovastova M.O., Kalpinskiy A.S. et al. Autoantibody against arrestin-1 as a potential biomarker of renal cell carcinoma. Biochimie 2019; 157: 26-37. doi: 10.1016/j.biochi.2018.10.019.

5. Golovastova M.O., Tsoy L.V., Bocharnikova A.V., Korolev D.O., Gancharova O.S., Alekseeva E.A. et al. The cancer-retina antigen recoverin as a potential biomarker for renal tumors. Tumor Biolog. 2016; 37(7): 9899-9907. doi: 10.1007/s13277-016-4885-5.

6. Karandasheva K., Pashchenko M., Tanas A. S., Strelnikov V. V., Kuznetsova E. Improving detection level of somatic mosaicism in neurofibromatosis type 1. Annals of Oncology 2019; 30: v23-v24. doi: 10.1093/annonc/mdz238.083.

7. Карандашева К. О., Пащенко М. С., Дёмина Н. А., Акимова И. А., Макиенко О. Н., Петухов, М. С., с соавт. Соматический мозаицизм при нейрофиброматозе первого типа. Медицинская генетика 2019; 18(5):28-36. doi: 10.25557/2073-7998.2019.05.28-36.