Roberto BertorelliNext Generation Sequencing Facility

CIBIO University of Trento

Stato dell’arte sui dati genomici

Workshop BIOCRITTO 2011

DATI GENETICI - DATI GENOMICI

Le informazioni relative ai caratteri ereditari degli individui ottenute mediante l'analisi degli acidi nucleici o altre analisi scientifiche (Dichiarazione internazionale sui dati genetici umani, UNESCO).

DATI GENETICI

DATI GENOMICI

Le conoscenze relative ai sistemi informazionali degli esseri viventi (i genomi).

- Annotazioni dei genomi rispetto ad elementi funzionali (geni; elementi regolativi, etc.)

- Annotazioni dei genomi rispetto al grado di conservazione (genomica comparativa)

Genotyping

• In the human genome about one in every 1,200 bases, on average will differ. – Single nucleotide polymorphism (SNP) ~107

– Insertion– Deletion

• Each distinct "spelling" of a chromosomal region is called an allele, and a collection of alleles in a person's chromosomes is known as a genotype.

Sommario dei dati di Weissenbach; 1987e Goodfellow; 1986 (Brown W.R.A.; 1988)

PAR1 UMANA 1988

http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/

PAR1 UMANA2011

The UCSC Genome Browser was created by the Genome Bioinformatics Group of UC Santa Cruz. Software Copyright (c) The Regents of the University of California. All rights reserved.

http://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgGateway

Sanger Sequencing

• Mix DNA with dNTPs and ddNTPs

• Amplify

• Run in Gel- Capillary

– Fragments migrate distance that isproportional to their size

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Copy number variation

A brief history of

gene expression profiling

Why a Revolution

1975 2001

G20454 LIFE SCIENCE

2005

HISEQ20005500XL

2011

The 3 phases of NGS

Massive Parallel Sequencing

• DNA shearing

• Adapter ligation

• Amplification

• Anchoring

templatepreparation

• Nucleotide addition

• Fluorophor release

• Deblocking

• Image capturing

sequencing by imaging • Base calling

• Base quality evaluation

• Read Alignment

• Contig construction

data analysis

Sanger like sequencing Next Generation Sequencing

MICROARRAY AND NGS DATABASES (FOR RESEARCH)

PORZIONE CODIFICANTE (EXOMA) E REGIONI REGOLATIVE- Geni responsabili di patologie mendeliane, in eterozigosi o omozigosi

(es. Corea di Huntington; DMD; Fibrosi cistica)- Geni associati a patologie complesse di tipo psichiatrico o neurodegenerativo in

eterozigosi o omozigosi(es. Schizofrenia, disturbi bipolari, Alzheimer, Parkinson, SLA)

- Geni associati a malattie complesse di altro tipo, in eterozigosi o omozigosi(es. cardiopatie, aterosclerosi)

- Geni associati a tratti comportamentali, in eterozigosi ed in omozigosi(es. intelligenza, introversione ed estroversione, comportamenti aggressivi ed antisociali, abuso di alcool e droghe)

- Geni associati in modo mendeliano o non mendeliano a tratti somatici(es. colore occhi, colore capelli, altezza)

- Geni associati in modo mendeliano o non mendeliano a tratti di altro tipo

PORZIONE NON CODIFICANTE- Protezione per l’impiego nella identificazione individuale

DATI GENETICI SENSIBILI

NGS Core FacilityVeronica de Sanctis- desanctis@science.unitn.itRoberto Bertorelli- bertorelli@science.unitn.it

http://www.unitn.it/en/cibio