Disease gene identification
રોગ જનીન ઓળખ એ એક પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા વૈજ્ઞાનિકો વારસાગત આનુવંશિક વિકાર માટે જવાબદાર મ્યુટન્ટ જીનોટાઇપ્સને ઓળખે છે. આ જનીનોમાં પરિવર્તનમાં સિંગલ ન્યુક્લિયોટાઇડ અવેજી, સિંગલ ન્યુક્લિયોટાઇડ ઉમેરાઓ/કાઢી નાખવા, સમગ્ર જનીનને કાઢી નાખવું અને અન્ય આનુવંશિક અસાધારણતાઓનો સમાવેશ થઈ શકે છે. મહત્વ કયા જનીનો (જ્યારે બિનકાર્યક્ષમ હોય) કયા વિકારો પેદા કરે છે તેનું જ્ઞાન દર્દીઓના નિદાનને સરળ બનાવશે અને પરિવર્તનની કાર્યાત્મક લાક્ષણિકતાઓમાં આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરશે. જીનોમિક્સના વધતા જતા ક્ષેત્રમાંથી પૂરી પાડવામાં આવેલી આંતરદૃષ્ટિ સાથે આધુનિક ઉચ્ચ-થ્રુપુટ સિક્વન્સિંગ તકનીકોના આગમનથી વધુ ઝડપી રોગ જનીન ઓળખ થઈ રહી છે, આમ વૈજ્ઞાનિકો વધુ જટિલ પરિવર્તનને ઓળખી શકે છે. સામાન્ય જનીન ઓળખ પ્રક્રિયા રોગ જનીન ઓળખ તકનીકો ઘણીવાર સમાન એકંદર પ્રક્રિયાને અનુસરે છે. ડીએનએ સૌપ્રથમ એવા ઘણા દર્દીઓ પાસેથી એકત્રિત કરવામાં આવે છે જેમને સમાન આનુવંશિક રોગ હોવાનું માનવામાં આવે છે. પછી, તેમના ડીએનએ નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે અને સંભવિત પ્રદેશો નક્કી કરવા માટે તપાસ કરવામાં આવે છે જ્યાં પરિવર્તન સંભવિત રીતે રહી શકે છે. આ તકનીકોનો ઉલ્લેખ નીચે કરવામાં આવ્યો છે. આ સંભવિત પ્રદેશો પછી એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે અને ઓવરલેપિંગ પ્રદેશમાં મ્યુટન્ટ જનીન હોવું જોઈએ. જો જિનોમ ક્રમ પૂરતો જાણીતો હોય, તો તે પ્રદેશને ઉમેદવાર જનીનો માટે શોધવામાં આવે છે. આ જનીનોના કોડિંગ પ્રદેશોને ત્યાં સુધી અનુક્રમિત કરવામાં આવે છે જ્યાં સુધી પરિવર્તનની શોધ ન થાય અથવા અન્ય દર્દીની શોધ ન થાય, આ કિસ્સામાં વિશ્લેષણનું પુનરાવર્તન કરી શકાય છે, જે સંભવિત રીતે રસના ક્ષેત્રને સંકુચિત કરે છે. મોટાભાગની રોગ જનીન ઓળખ પ્રક્રિયાઓ વચ્ચેનો તફાવત બીજા તબક્કામાં છે (જ્યાં ડીએનએ નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે અને તે પ્રદેશો નક્કી કરવા માટે તપાસ કરવામાં આવે છે જેમાં પરિવર્તન રહી શકે છે). પૂર્વ-જીનોમિક્સ તકનીકો સંપૂર્ણ-જીનોમ સિક્વન્સની સહાય વિના, પૂર્વ-જીનોમિક્સ તપાસમાં જીનોમના પસંદગીના પ્રદેશો પર ધ્યાન આપવામાં આવ્યું હતું, ઘણીવાર તેઓ જે જનીન સિક્વન્સ જોઈ રહ્યા હતા તેના વિશે માત્ર ન્યૂનતમ જ્ઞાન સાથે. આ પ્રકારની માહિતી પૂરી પાડવા માટે સક્ષમ આનુવંશિક તકનીકોમાં રિસ્ટ્રિક્શન ફ્રેગમેન્ટ લેંથ પોલીમોર્ફિઝમ (આરએફએલપી) વિશ્લેષણ અને માઇક્રોસેટેલાઇટ વિશ્લેષણનો સમાવેશ થાય છે. લોસ ઓફ હેટરોઝાયગોસિટી (એલ. ઓ. એચ.) લોસ ઓફ હેટરોઝાયગોસિટી (એલ. ઓ. એચ.) એ એક એવી તકનીક છે જેનો ઉપયોગ એક જ વ્યક્તિના બે નમૂનાઓની તુલના કરવા માટે કરી શકાય છે. એલ. ઓ. એચ. વિશ્લેષણનો ઉપયોગ ઘણીવાર કેન્સર પેદા કરતા ઓન્કોજીન્સને ઓળખતી વખતે થાય છે જેમાં એક નમૂનામાં (મ્યુટન્ટ) ટ્યુમર ડીએનએ હોય છે અને બીજા (નિયંત્રણ) નમૂનામાં તે જ વ્યક્તિના બિન-કેન્સરગ્રસ્ત કોષોમાંથી જીનોમિક ડીએનએ હોય છે. આર. એફ. એલ. પી. અને માઇક્રોસેટેલાઇટ માર્કર્સ ડીએનએ પોલીમોર્ફિઝમ્સની પેટર્ન પ્રદાન કરે છે, જેને હેટરોઝાયગસ પ્રદેશ અથવા જિનોમના હોમોઝાયગસ પ્રદેશમાં રહેતા હોવાનું અર્થઘટન કરી શકાય છે. જો કે તમામ વ્યક્તિઓ એક જ જનીનની એક નકલને કાઢી નાખવાના અભિવ્યક્તિના પરિણામે એક જ રોગથી અસરગ્રસ્ત હોય, તો તમામ વ્યક્તિઓમાં એક પ્રદેશ હશે જ્યાં તેમનો નિયંત્રણ નમૂનો હેટેરોઝાયગસ છે પરંતુ મ્યુટન્ટ નમૂનો હોમોઝાયગસ છે-આ પ્રદેશમાં રોગ જનીન હશે. જીનોમિક્સ પછીની તકનીકો હાઇ-થ્રુપુટ સિક્વન્સિંગ અને જીનોમ-વાઇડ એનાલિસિસ માટે સક્ષમ સોફ્ટવેર જેવી આધુનિક પ્રયોગશાળા તકનીકોના આગમન સાથે, સિક્વન્સ એક્વિઝિશન વધુને વધુ ઓછું ખર્ચાળ અને સમય માંગી લે તેવું બની ગયું છે, આમ વધુ કાર્યક્ષમ રોગ જનીન ઓળખ તકનીકોના રૂપમાં વિજ્ઞાનને નોંધપાત્ર લાભો પૂરા પાડે છે. વંશ દ્વારા ઓળખ મેપિંગ વંશ દ્વારા ઓળખ (IBD) મેપિંગ સામાન્ય રીતે અસરગ્રસ્ત વ્યક્તિઓ અને તેમના માતાપિતા અને/અથવા ભાઈ-બહેનો, બંને અસરગ્રસ્ત અને બિનઅસરગ્રસ્ત, સમગ્ર જિનોમમાં જાણીતા બહુરૂપી સ્થળોનું સર્વેક્ષણ કરવા માટે સિંગલ ન્યુક્લિયોટાઇડ પોલીમોર્ફિઝમ (SNP) એરેનો ઉપયોગ કરે છે. જ્યારે આ એસ. એન. પી. કદાચ રોગનું કારણ નથી, તેઓ પ્રશ્નમાં રહેલા જીનોમની રચનામાં મૂલ્યવાન સમજ પ્રદાન કરે છે. જો સંલગ્ન એસ. એન. પી. સમાન જીનોટાઇપ ધરાવે છે તો જીનોમના પ્રદેશને વંશ દ્વારા સમાન ગણવામાં આવે છે. જ્યારે અસરગ્રસ્ત વ્યક્તિની તેની/તેણીની અસરગ્રસ્ત બહેન સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે, ત્યારે તમામ સમાન પ્રદેશો નોંધવામાં આવે છે (ઉદા. ઉપરની આકૃતિમાં લાલ રંગમાં છાયાંકિત). આપેલ છે કે અસરગ્રસ્ત ભાઈ-બહેન અને બિનઅસરગ્રસ્ત ભાઈ-બહેનમાં સમાન રોગ ફીનોટાઇપ નથી, તેમનું ડીએનએ વ્યાખ્યા દ્વારા અલગ હોવું જોઈએ (આનુવંશિક અથવા પર્યાવરણીય સંશોધકની હાજરીને બાદ કરતાં). આમ, આઇબીડી મેપિંગ પરિણામોને અસરગ્રસ્ત વ્યક્તિઓ અને બિનઅસરગ્રસ્ત ભાઈ-બહેનો બંનેમાં સમાન હોય તેવા કોઈપણ પ્રદેશોને દૂર કરીને વધુ પૂરક બનાવી શકાય છે. આ પછી બહુવિધ પરિવારો માટે પુનરાવર્તન કરવામાં આવે છે, આમ એક નાનો, ઓવરલેપિંગ ટુકડો પેદા થાય છે, જે સૈદ્ધાંતિક રીતે રોગ જનીન ધરાવે છે. હોમોઝાયગોસિટી/ઓટોઝાયગોસિટી મેપિંગ એ એક શક્તિશાળી તકનીક છે, પરંતુ તે ત્યારે જ માન્ય છે જ્યારે નાની, બંધ વસ્તીમાં અલગ થતા પરિવર્તનની શોધ કરવામાં આવે. આવી નાની વસ્તી, જે સંભવતઃ સ્થાપક અસર દ્વારા બનાવવામાં આવી છે, તેમાં મર્યાદિત જનીન પૂલ હશે, અને આમ કોઈ પણ વારસાગત રોગ કદાચ સમાન હેપ્લોટાઇપ પર અલગ થતા સમાન પરિવર્તનની બે નકલોનું પરિણામ હશે. અસરગ્રસ્ત વ્યક્તિઓ કદાચ પ્રદેશોમાં હોમોઝાયગસ હશે, તેથી પ્રદેશમાં એસ. એન. પી. ને જોવું એ હોમોઝાયગોસિટી અને હેટેરોઝાયગોસિટીના પ્રદેશોનું પર્યાપ્ત માર્કર છે. આધુનિક એસ. એન. પી. શ્રેણીનો ઉપયોગ જીનોમનું સર્વેક્ષણ કરવા અને હોમોઝાયગોસિટીના મોટા પ્રદેશોને ઓળખવા માટે થાય છે. અસરગ્રસ્ત વ્યક્તિઓના જીનોમમાં હોમોઝાયગસ બ્લોક્સ પછી એકબીજાની ટોચ પર મૂકી શકાય છે, અને ઓવરલેપિંગ પ્રદેશમાં રોગ જનીન હોવું જોઈએ. આ વિશ્લેષણ ઘણીવાર અસરગ્રસ્ત વ્યક્તિઓના જીનોમમાં ઓટોઝાયગોસિટી, હોમોઝાયગોસિટીના વિસ્તરણનું વિશ્લેષણ કરીને વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે. હોમોઝાયગોસિટીના આચ્છાદિત બ્લોકની સાથે સંચિત એલ. ઓ. ડી. સ્કોરની રચના કરીને આ પરિપૂર્ણ કરી શકાય છે. ઓટોઝાયગોસિટી મેપિંગ દ્વારા તમામ એસ. એન. પી. માટે વસ્તી એલીલ આવર્તનને ધ્યાનમાં લઈને, હોમોઝાયગોસિટીના પરિણામોની પુષ્ટિ કરી શકાય છે. વધુમાં, જો હોમોઝાયગોસિટી મેપિંગના પરિણામે બે શંકાસ્પદ પ્રદેશો દેખાય છે, તો ઓટોઝાયગોસિટી મેપિંગ બંને વચ્ચે તફાવત કરી શકે છે (ઉદા. જો હોમોઝાયગોસિટીનો એક બ્લોક જીનોમના ખૂબ જ બિન-વૈવિધ્યસભર ક્ષેત્રનું પરિણામ હોય, તો એલ. ઓ. ડી. સ્કોર ખૂબ ઓછો હશે). હોમોઝાયગોસિટી મેપિંગ માટેના સાધનો હોમએસઆઈઃ આગામી પેઢીના સિક્વન્સિંગ ડેટામાંથી એક હોમોઝાયગસ સ્ટ્રેચ આઇડેન્ટિફાયર એક સાધન જે ઊંડા સિક્વન્સ ડેટાનો ઉપયોગ કરીને હોમોઝાયગસ પ્રદેશોને ઓળખે છે. જીનોમ-વાઇડ નોકડાઉન અભ્યાસ જીનોમ-વાઇડ નોકડાઉન અભ્યાસ એ સંપૂર્ણ જીનોમ સિક્વન્સના સંપાદન અને જીનોમિક્સ અને જીન-સાઇલેન્સિંગ તકનીકોના આગમન, મુખ્યત્વે એસ. આઈ. આર. એન. એ. અને ડીલીશન મેપિંગ દ્વારા શક્ય બનેલા રિવર્સ જિનેટિક્સનું ઉદાહરણ છે. જીનોમ-વાઈડ નોકડાઉન અભ્યાસોમાં જનીનો અથવા જીનોમના વિભાગોને વ્યવસ્થિત રીતે તોડી પાડવાનો અથવા કાઢી નાખવાનો સમાવેશ થાય છે. આ સામાન્ય રીતે પ્રોકેરીયોટ્સમાં અથવા પેશી સંવર્ધન વાતાવરણમાં કરવામાં આવે છે કારણ કે મોટી સંખ્યામાં નોકડાઉન કરવામાં આવે છે. વ્યવસ્થિત નોકઆઉટ પૂર્ણ થયા પછી (અને સંભવતઃ એમ. આર. એન. એ. અભિવ્યક્તિ વિશ્લેષણ દ્વારા પુષ્ટિ), નોકડાઉન/નોકઆઉટના ફેનોટાઇપિક પરિણામો જોઇ શકાય છે. અત્યંત ચોક્કસ ફીનોટાઇપને લક્ષ્ય બનાવવા માટે નિરીક્ષણ પરિમાણો પસંદ કરી શકાય છે. પરિણામી ડેટાસેટ પછી એવા નમૂનાઓ માટે પૂછવામાં આવે છે જે પ્રશ્નમાં રોગ સાથે મેળ ખાતા ફેનોટાઇપ્સનું પ્રદર્શન કરે છે-કહેવાતા નમૂનાઓમાં જનીન (ઓ) નીચે/બહાર ફેંકી દેવામાં આવે છે તે પછી પ્રશ્નમાં વ્યક્તિ માટે ઉમેદવાર રોગ જનીનો ગણી શકાય. હોલ એક્સોમ સિક્વન્સિંગ હોલ એક્સોમ સિક્વન્સિંગ એ બ્રુટ-ફોર્સ અભિગમ છે જેમાં આધુનિક સમયની સિક્વન્સિંગ ટેકનોલોજી અને ડીએનએ સિક્વન્સ એસેમ્બલી ટૂલ્સનો ઉપયોગ કરીને જીનોમના તમામ કોડિંગ ભાગોને એકસાથે જોડવાનો સમાવેશ થાય છે. ત્યારબાદ ક્રમની સરખામણી સંદર્ભ જીનોમ સાથે કરવામાં આવે છે અને કોઈપણ તફાવતો નોંધવામાં આવે છે. તમામ જાણીતા સૌમ્ય બહુરૂપતા, સમાનાર્થી ફેરફારો અને આંતરિક ફેરફારો (જે સ્પ્લાઇસ સાઇટ્સને અસર કરતા નથી) ને ફિલ્ટર કર્યા પછી, માત્ર સંભવિત રોગકારક સ્વરૂપો જ બાકી રહેશે. આ તકનીકને અન્ય તકનીકો સાથે જોડી શકાય છે જેથી સંભવિત રોગકારક સ્વરૂપોને એકથી વધુ ઓળખી શકાય. જનીન રોગ ડેટાબેઝ જનીન ઓળખ હેપ્લોટાઇપ ટેગિંગ સંદર્ભો મ્યુટેશન જીનોમિક્સ મોલેક્યુલર બાયોલોજી બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ પણ જુઓ.