结构变异检测

识别序列变异

识别序列变异是测定一种表型的关键性遗传组分的重要第一步。结构变异 (SV) 影响大片段的序列，并可能影响表型。

在整个基因组作图的过程中，保持远程的邻接度对于任何基因组结构和功能的综合性研究，特别是对于复杂基因组结构变异的分析，都是至关重要的。Bionano 基因组作图技术为大型 SV 检测提供了无与伦比的灵敏度 ¹。

• 大于 500 个碱基对的纯合插入/缺失，灵敏度为 99%
• 大于 500 个碱基对的杂合插入/缺失，其灵敏度为 95%
• 大于 50000 个碱基对的平衡和非平衡易位，其灵敏度为 95%
• 大于 30000 个碱基对的倒置，其灵敏度为 99%
• 大于 30000 个碱基对的重复，其灵敏度为 97%
• 大于 500000 个碱基对的拷贝数变异，其灵敏度为 97%

对于嵌合体样本或癌症异质性样本，Saphyr 可检测出所有类型的结构变异（等位基因变异分数低至 1%）。

从头基因组图谱的拼接对齐可以形成参考基因组，或者两个样本可以直接彼此对齐，以识别结构变异。将基因组作图与参考拼接体对齐时，Bionano 软件可识别用于标记参考基因组 DNA 分子的相同识别序列的位置，并对样本和参考基因组进行匹配标记模式的对齐。这种对齐为从头拼接的基因组提供了所有的参考注释。

通过观察标记间距的变化并比较标记模式的顺序、位置和方向，Bionano 自动化结构变异调用算法可检测出所有的主要结构变异类型。

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标记物的间距减小（无论是否有标记物丢失）表明存在缺失。标记物间距增大（无论是否检测到额外的标记物）表明存在插入的序列。

使用类似的方法可以识别出串联阵列的扩增或收缩，或者片段重复。当标记谱型与参考序列方向相反时，则识别为倒位。与基因组图谱进行部分比对发现有两个以上的染色体或基因组位置不同则表明存在易位。

基于家庭的病例对照研究

Bionano 的变异注释流程系统 (VAP) 简化了基于家庭的病例对照研究。利用 VAP，可以同时分析从多个样本调入的结构变异，以检测遗传和新生结构变异。流程系统通过比较从父亲（母亲）和孩子调入的 SV，或者比较从肿瘤和同一患者的血液调入的结构变异，以检测体细胞突变，从而完成这一目的。

通过使用具有常见结构变异的对照数据库，VAP 可以筛选出多至数千种已识别的变异、少至数百种罕见变异，或小部分新生变异和它们所影响的基因。结构变异调用和 VAP 已与 Bionano Access™ 完全整合在一起，为运行和查看结构变异的分析结果提供了便捷的操作界面。

Bionano 结构变异分析

利用 Bionano 技术，可以观察到结构变异，但不能像 NGS 那样进行推断。当短读 NGS 序列与参考基因组对齐时，算法会将序列片段拼凑在一起，尝试重建基因组的实际结构。通过这种方法，利用片段化的数据推断出结构变异，结果成败参半。利用 Bionano 技术，可以对兆碱基大小的天然 DNA 分子进行成像，并且可以直接根据分子上的标记模式，观察到大多数较大的结构变异或断裂点。

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