scholarly journals Whole-exome sequencing and its impact in hereditary hearing loss

2015 ◽  
Vol 97 ◽  
Author(s):  
TAHIR ATIK ◽  
GUNEY BADEMCI ◽  
OSCAR DIAZ-HORTA ◽  
SUSAN H. BLANTON ◽  
MUSTAFA TEKIN
Keyword(s):  
Hearing Loss ◽  
Exome Sequencing ◽  
Whole Exome Sequencing ◽  
Hereditary Deafness ◽  
Whole Exome ◽  
Human Genes ◽  
Genetic Revolution ◽  
Recent Developments ◽  
Next Generation Sequencing Ngs ◽  
Generation Sequencing

SummaryNext-generation sequencing (NGS) technologies have played a central role in the genetic revolution. These technologies, especially whole-exome sequencing, have become the primary tool of geneticists to identify the causative DNA variants in Mendelian disorders, including hereditary deafness. Current research estimates that 1% of all human genes have a function in hearing. To date, mutations in over 80 genes have been reported to cause nonsyndromic hearing loss (NSHL). Strikingly, more than a quarter of all known genes related to NSHL were discovered in the past 5 years via NGS technologies. In this article, we review recent developments in the usage of NGS for hereditary deafness, with an emphasis on whole-exome sequencing.

scholarly journals Detection and validation of six pathogenic variants in Chinese inherited heart disease patients using clinical whole-exome sequencing

2021 ◽  
Author(s):  
Lichao Cao ◽  
Fei Ye ◽  
Shuqi Xie ◽  
Ying Ba ◽  
Ying Zeng ◽  
...  
Keyword(s):  
Heart Disease ◽  
Next Generation Sequencing ◽  
Exome Sequencing ◽  
Whole Exome Sequencing ◽  
Sanger Sequencing ◽  
Targeted Next Generation Sequencing ◽  
Pathogenic Variants ◽  
Whole Exome ◽  
Next Generation Sequencing Ngs ◽  
Generation Sequencing

The targeted next-generation sequencing (NGS) was employed in detecting the pathogenic mutations in inherited heart disease patients in the present study. Two main methods, the NGS and the classic Sanger sequencing, were used in this study. And, the whole-exome sequencing (WES) was specifically used in this study.

Εφαρμογή μεθοδολογιών αλληλούχησης επόμενης γενιάς (NGS) στη διάγνωση γενετικών ενδοκρινολογικών νοσημάτων

2020 ◽  
Author(s):  
Ελισάβετ-Βαρβάρα Τάτση
Keyword(s):  
Next Generation Sequencing ◽  
Exome Sequencing ◽  
Whole Exome Sequencing ◽  
Gene Panel ◽  
Next Generation ◽  
Whole Exome ◽  
Next Generation Sequencing Ngs ◽  
Generation Sequencing ◽  
Dependent Probe

Εισαγωγή: Μεγάλος αριθμός ενδοκρινολογικών νοσημάτων έχει γενετική αιτιολογία. Η εφαρμογή των μέχρι σήμερα ευρέως χρησιμοποιούμενων συμβατικών τεχνικών της Μοριακής Βιολογίας (π.χ. αλληλούχηση κατά Sanger) αδυνατεί να αποσαφηνίσει σε πολλές περιπτώσεις την γενετική διαταραχή. Την αδυναμία αυτή καλύπτει η αλληλούχηση επόμενης γενιάς (Next Generation Sequencing, NGS), η οποία επιτρέπει την παράλληλη και μαζική αλληλούχηση πολλών γονιδίων σε πολλούς ασθενείς ταυτόχρονα σε μια μόνο δοκιμασία. Χαρακτηριστικά παραδείγματα ενδοκρινολογικών νοσημάτων, των οποίων η αναγνώριση της μοριακής διαταραχής δεν είναι πάντα εφικτή με τις συμβατικές μεθόδους, αποτελούν ο Μονογονιδιακός Σακχαρώδης Διαβήτης (ΜΣΔ) MODY, ο Συγγενής Υπερινσουλινισμός (ΣΥ), η Πολλαπλή Υποφυσιακή Ανεπάρκεια (ΠΥΑ) και οι Διαταραχές Διαφοροποίησης του Φύλου (ΔΔΦ). Ασθενείς με ΜΣΔ MODY και ΣΥ παρουσιάζουν διαταραχές στην έκκριση της ινσουλίνης από τα β-κύτταρα των νησιδίων Langerhans του παγκρέατος. Συγκεκριμένα, ασθενείς με ΜΣΔ MODY παρουσιάζουν μειωμένη έκκριση ινσουλίνης και κατά συνέπεια υπεργλυκαιμία, ενώ ασθενείς με ΣΥ παρουσιάζουν αυξημένη έκκριση ινσουλίνης, δυσανάλογη προς τα κυκλοφορούντα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα, και κατά συνέπεια υπογλυκαιμία. Ασθενείς με ΠΥΑ μπορεί να παρουσιάζουν ανατομικές ανωμαλίες της υπόφυσης και δυσμορφίες του προσώπου, καθώς και ανεπάρκεια τουλάχιστον δύο ορμονών της υπόφυσης, ενώ ασθενείς με ΔΔΦ παρουσιάζουν διαταραχές στον εμβρυολογικό καθορισμό και στην διαφοροποίηση του χρωμοσωμικού, γοναδικού και ανατομικού φύλου, με αποτέλεσμα την γέννηση νεογνών με αμφίβολα ή ασαφή έξω γεννητικά όργανα. Η μοριακή ταυτοποίηση της διαταραχής είναι θεμελιώδους σημασίας, όχι μόνο για την αναγνώριση των παθολογικών παραλλαγών των γονιδίων, τα οποία ευθύνονται για τα παραπάνω νοσήματα, αλλά και για τον συσχετισμό φαινότυπου-γονότυπου, για τη θεραπεία, την πρόγνωση και την αναγνώριση συνοδών χαρακτηριστικών της νόσου καθώς και για την παροχή γενετικής συμβουλευτικής στον ασθενή και στην οικογένεια του. Επιπλέον, προϋπόθεση για την ορθολογική αντιμετώπιση του νεογνού με ΔΔΦ αποτελεί η ταυτοποίηση της μοριακής βλάβης, η οποία μπορεί να καθορίσει την απόφαση για το φύλο του παιδιού, απόφαση με σημαντικές συνέπειες στην ψυχοκοινωνική προσαρμογή και τη μελλοντική ποιότητα της ζωής του. Σκοπός: Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η αποσαφήνιση της μοριακής διαταραχής, ασθενών με γενετικά ενδοκρινολογικά νοσήματα, στους οποίους οι μέχρι σήμερα χρησιμοποιούμενες τεχνικές μοριακής ανάλυσης απέτυχαν να εντοπίσουν την μοριακή βλάβη, με την εφαρμογή μεθοδολογιών αλληλούχησης επόμενης γενιάς (Next Generation Sequencing Targeted Gene Panel, NGS TGP και Whole Exome Sequencing, WES). Συγκεκριμένα, διερευνήθηκε η γενετική αιτία 50 ασθενών με MODY, 17 ασθενών με ΣΥ, 2 ασθενών με ΠΥΑ και 2 ασθενών με ΔΔΦ. Ασθενείς και Μέθοδοι: Πενήντα ασθενείς με MODY ελέγχθηκαν για την παρουσία παθολογικών παραλλαγών σε μια ομάδα 7 γονιδίων (GCK, HNF1A, HNF4A, HNF1B, INS, ABCC8 και KCNJ11), τα οποία είναι γνωστό ότι συνδέονται με τον ΜΣΔ MODY. Δεκαεπτά ασθενείς με ΣΥ ελέγχθηκαν για την παρουσία παθολογικών παραλλαγών στην παραπάνω ομάδα γονιδίων, πολλά από τα οποία έχουν συνδεθεί με το ΣΥ αλλά και σε ακόμα 5 γονίδια (GLUD1, HADH, INSR, SLC16A1, TRMT10A), τα οποία επίσης σχετίζονται με τον ΣΥ. Οι ασθενείς με MODY ή ΣΥ, στους οποίους δεν ανιχνεύθηκε παθολογική παραλλαγή με την μεθοδολογία του NGS, ελέγχθηκαν για απαλείψεις και διπλασιασμούς των γονιδίων GCK, HNF1A, HNF4A, HNF1B και ABCC8 με την μέθοδο του MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification). Επιπλέον, οι ασθενείς με ΣΥ στους οποίους δεν ανιχνεύθηκε παθολογική παραλλαγή με την μεθοδολογία του NGS, ελέγχθηκαν και για την παρουσία των παθολογικών ιντρονικών παραλλαγών c.1333-1013A>G του γονιδίου ABCC8 και c.636+471G>T του γονιδίου HADH με την αλληλούχηση κατά Sanger. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, ακόμη, διερευνήθηκε η συχνότητα της παραλλαγής p.S385C του γονιδίου KCNJ11 στον Ελληνικό πληθυσμό. Με τη μέθοδο WES ελέγχθηκαν 2 ασθενείς με ΠΥΑ και 2 ασθενείς με ΔΔΦ, με σκοπό την ανίχνευση παθολογικών παραλλαγών που ευθύνονται για το φαινότυπό τους. Όλες οι παθολογικές παραλλαγές που ανιχνεύθηκαν με την μεθοδολογία του NGS, επιβεβαιώθηκαν με την αλληλούχηση κατά Sanger. Αποτελέσματα: Στο 28% (14/50) των ασθενών με MODY ανιχνεύθηκαν παθολογικές παραλλαγές των γονιδίων ABCC8 (8%, 4/50), GCK (8%, 4/50), HNF1A (6%, 3/50), HNF1B (4%, 2/50) και HNF4A (2%, 1/50). Στο 6% (3/50) βρέθηκαν αβέβαιης σημασίας παραλλαγές του γονιδίου ABCC8. Καμία παθολογική παραλλαγή δεν ανιχνεύθηκε στα γονίδια KCNJ11 και INS. Πέντε νέες παθολογικές παραλλαγές ανιχνεύθηκαν: η p.C371X του γονιδίου GCK, η p.N402Y του γονιδίου HNF1A, η p.E285K του γονιδίου HNF4A, η p.M1514T και η p.S1386F του γονιδίου ABCC8. Ακόμη, 2 ασθενείς με MODY έφεραν εκ νέου απάλειψη ολόκληρου του γονιδίου HNF1Β. Στο 23.5% (4/17) των ασθενών με ΣΥ ανιχνεύθηκαν παθολογικές παραλλαγές των γονιδίων ABCC8 (11.8%, 2/17), GCK (5.9%, 1/17) και HNF4A (5.9%, 1/17), ενώ στο 11.8% (2/17) των ασθενών με ΣΥ βρέθηκαν αβέβαιης σημασίας παραλλαγές των γονιδίων KCNJ11, INSR και HNF4A. Τρεις νέες παθολογικές παραλλαγές ανιχνεύθηκαν: η p.V71A του γονιδίου GCK, η p.R333P του γονιδίου HNF4A και η p.I445Sfs*5 του γονιδίου ABCC8. Η συχνότητα της παραλλαγής p.S385C του γονιδίου KCNJ11 στον Ελληνικό πληθυσμό βρέθηκε να είναι 1.35% (>1%), δηλαδή πολυμορφισμός. Με την εφαρμογή του WES στους 2 ασθενείς με ΠΥΑ ανιχνεύθηκαν παθολογικές παραλλαγές των γονιδίων HS6ST1, IL17RD, SOX9 (νέα παραλλαγή) και ΒΜΡ4, GNRH1, SRA1 αντίστοιχα, οι οποίες πιθανώς ευθύνονται για κάποια από τα κλινικά χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν, ενώ στους 2 ασθενείς με ΔΔΦ ανιχνεύθηκαν παθολογικές παραλλαγές των γονιδίων TACR3, WNT7A και SAMD9 (εκ νέου παραλλαγή), PMM2, ACTN4 αντίστοιχα, οι οποίες πιθανώς ευθύνονται για τα κλινικά χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν. Συμπεράσματα: Η εφαρμογή της μεθοδολογίας του NGS προσέφερε γενετική διάγνωση στο 28% των ασθενών με MODY και στο 23.5% των ασθενών με ΣΥ, επέτρεψε την ταυτοποίηση 5 νέων παθολογικών παραλλαγών σε ασθενείς με MODY και 3 σε ασθενείς με ΣΥ και αποκάλυψε ότι οι παθολογικές παραλλαγές του γονιδίου ABCC8 στους ασθενείς με MODY ήταν ισάριθμες με τις παθολογικές παραλλαγές του γονιδίου GCK των ασθενών με MODY. Επιπλέον, με την εφαρμογή του WES στους προηγουμένως αδιάγνωστους ασθενείς με ΠΥΑ και στους ασθενείς με ΔΔΦ ανιχνεύθηκαν αρκετές παραλλαγές, οι οποίες ευθύνονται για τα κλινικά χαρακτηριστικά τους. Συμπεραίνεται ότι η εφαρμογή της μεθοδολογίας του NGS προσφέρει γρήγορα αποτελέσματα, αυξάνει την διαγνωστική ακρίβεια και είναι πιο οικονομική σε σύγκριση με την αλληλούχηση κατά Sanger. Συνεπώς, η μεθοδολογία του NGS αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο για τη διάγνωση γενετικών ενδοκρινολογικών νοσημάτων.

scholarly journals Novel MYO15A variants are associated with hearing loss in the two Iranian pedigrees

2020 ◽  
Vol 21 (1) ◽  
Author(s):  
Somayeh Khatami ◽  
Masomeh Askari ◽  
Fatemeh Bahreini ◽  
Morteza Hashemzadeh-Chaleshtori ◽  
Saeed Hematian ◽  
...  
Keyword(s):  
Hearing Loss ◽  
Exome Sequencing ◽  
Whole Exome Sequencing ◽  
Genetic Diagnosis ◽  
Clinical Genetic ◽  
Large Size ◽  
Whole Exome ◽  
Novel Variants ◽  
Syndromic Hearing Loss ◽  
Traditional Approaches

Abstract Background Clinical genetic diagnosis of non-syndromic hearing loss (NSHL) is quite challenging. With regard to its high heterogeneity as well as large size of some genes, it is also really difficult to detect causative mutations using traditional approaches. One of the recent technologies called whole-exome sequencing (WES) has been thus developed in this domain to remove the limitations of conventional methods. Methods This study was a report on a research study of two unrelated pedigrees with multiple affected cases of hearing loss (HL). Accordingly, clinical evaluations and genetic analysis were performed in both families. Results The results of WES data analysis to uncover autosomal recessive non-syndromic hearing loss (ARNSHL) disease-causing variants was reported in the present study. Initial analysis identified two novel variants of MYO15A i.e. c.T6442A:p.W2148R and c.10504dupT:p.C3502Lfs*15 correspondingly which were later confirmed by Sanger validations and segregation analyses. According to online prediction tools, both identified variants seemed to have damaging effects. Conclusion In this study, whole exome sequencing were used as a first approach strategy to identify the two novel variants in MYO15A in two Iranian families with ARNSHL.

scholarly journals Whole-Exome Sequencing to Decipher the Genetic Heterogeneity of Hearing Loss in a Chinese Family with Deaf by Deaf Mating

PLoS ONE ◽  
2014 ◽  
Vol 9 (10) ◽  
pp. e109178 ◽  
Author(s):  
Jie Qing ◽  
Denise Yan ◽  
Yuan Zhou ◽  
Qiong Liu ◽  
Weijing Wu ◽  
...  
Keyword(s):  
Hearing Loss ◽  
Exome Sequencing ◽  
Whole Exome Sequencing ◽  
Genetic Heterogeneity ◽  
Chinese Family ◽  
Whole Exome

Diversity of the genes involved in Algerian families with hearing loss identified by whole exome sequencing

2018 ◽  
Vol 44 ◽  
pp. S95
Author(s):  
M. Dahmani ◽  
F. Ammar Khodja ◽  
C. Bonnet ◽  
D. Djennaoui ◽  
S. Ouhab ◽  
...  
Keyword(s):  
Hearing Loss ◽  
Exome Sequencing ◽  
Whole Exome Sequencing ◽  
Whole Exome

Whole Exome Sequencing of Six Chinese Families With Hereditary Non-Syndromic Hearing Loss: A Genetic Etiology Study

2020 ◽  
Author(s):  
Pengfei Liang ◽  
Fengping Chen ◽  
Shujuan Wang ◽  
Qiong Li ◽  
Wei Li ◽  
...  
Keyword(s):  
Hearing Loss ◽  
Exome Sequencing ◽  
Whole Exome Sequencing ◽  
Sanger Sequencing ◽  
Large Scale ◽  
Autosomal Recessive ◽  
Autosomal Recessive Inheritance ◽  
Chinese Families ◽  
Whole Exome ◽  
Syndromic Hearing Loss

Abstract Background: Hereditary non-syndromic hearing loss (NSHL) has a high genetic heterogeneity with >152 genes identified as associated molecular causes. The present study aimed to detect the possible damaging variants of the deaf probands from six unrelated Chinese families.Methods: After excluding the mutations in the most common genes, GJB2 and SLC26A4, 12 probands with prelingual deafness and autosomal recessive inheritance were evaluated by whole-exome sequencing (WES). All the candidate variants were verified by Sanger sequencing in all patients and their parents.Results: Biallelic mutations were identified in all deaf patients. Among these six families, 10 potentially causative mutations, including 3 reported and 7 novel mutations, in 3 different deafness-associated autosomal recessive (DFNB) genes (MYO15A, COL11A2, and CDH23) were identified. The mutations in MYO15A were frequent with 7/10 candidate variants. Sanger sequencing confirmed that these mutations segregated with the hearing loss of each family.Conclusions: Next-generation sequencing (NGS) approach becomes more cost-effective and efficient when analyzing large-scale genes compared to the conventional polymerase chain reaction-based Sanger sequencing, which is often used to screen common deafness-related genes. The current findings further extend the mutation spectrum of hearing loss in the Chinese population, which has a positive significance for genetic counseling.

scholarly journals Proposal for Modification of Cahan's Criteria Utilizing Molecular Genetic Analyses for Cases without Baseline Histopathology: A Unique Method Applicable to Primary Radiosurgery

2018 ◽  
Vol 80 (01) ◽  
pp. 010-017
Author(s):  
Aaron Rusheen ◽  
James Smadbeck ◽  
Lisa Schimmenti ◽  
Eric Klee ◽  
Michael Link ◽  
...  
Keyword(s):  
Next Generation Sequencing ◽  
Exome Sequencing ◽  
Whole Exome Sequencing ◽  
Vestibular Schwannoma ◽  
Radiation Treatment ◽  
Molecular Genetic ◽  
Secondary Malignancy ◽  
Whole Exome ◽  
Mate Pair ◽  
Generation Sequencing

Background Cahan's criteria have been utilized since 1948 to establish causality between prior radiation treatment and the development of secondary malignancy. One major criterion specifies that histological and radiographic evidence collected before and after radiation treatment must confirm separate tumor types; however, pretreatment biopsy is rarely obtained prior to radiosurgery for vestibular schwannoma and many other skull base and cranial lesions. Therefore, in these cases Cahan's criteria cannot be validly applied. Objective This article proposes an update to Cahan's criteria using modern molecular genetic analysis for cases lacking baseline histopathology. Methods Mate-pair sequencing and whole exome sequencing of a cerebellopontine angle undifferentiated high-grade pleomorphic sarcoma (UHGPS) that developed after stereotactic radiosurgery of a presumed benign vestibular schwannoma. Results Mate-pair sequencing and whole exome sequencing of the sarcoma revealed complex chromosomal aberrations. Notably, the tumor contained a deletion in the NF2 gene at 22q12 and an in-frame deletion on exon 5 of the remaining copy of NF2. Biallelic events impacting NF2 are atypical for UHGPS but are characteristic for vestibular schwannoma. These findings help support the conclusion that the UHGPS arose from a benign vestibular schwannoma all along. Conclusions Next-generation sequencing can be successfully applied to a radiation-induced sarcoma when both the original and malignant tumors harbor separate signature genetic markers. As our understanding of the genetic profile of various tumors expand, we believe that next-generation sequencing and other genomic tools will play an increasingly important role in establishing causality between radiation and the development of secondary malignancy.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document