次世代シークエンシングオフターゲットデータを用いた薬理遺伝学的バリアントの同定のための新しいアプローチ

A Novel Approach for the Identification of Pharmacogenetic Variants in through Next-Generation Sequencing Off-Target Data.

• Javier Lanillos
• María Santos
• Marta Carcajona
• Juan María Roldan-Romero
• Angel M Martinez
• Bruna Calsina
• María Monteagudo
• Luis Javier Leandro-García
• Cristina Montero-Conde
• Alberto Cascón
• Paolo Maietta
• Sara Alvarez
• Mercedes Robledo
• Cristina Rodriguez-Antona

抄録

ミトコンドリアでコードされた12SリボソームRNA遺伝子()の特定の遺伝的変異は、アミノグリコシド誘発性の不可逆性難聴を引き起こす。ミトコンドリアDNAは通常、標的配列決定実験には含まれていないが、オフターゲットデータからはこの情報が得られる可能性がある。ここでは、最も関連性の高い耳毒性バリアントであるm.1555A>Gを含む遺伝的変異を、キャプチャーベースのカスタムターゲットパネルと全エクソームシークエンシング（WES）を用いてシークエンシングされた473の研究用サンプルと、臨床用WESを用いた1245の診断用サンプルのオフターゲットリードを用いて抽出した。遺伝子型の検証には、サンガーシークエンシングと蛍光ベースのジェノタイピングを用いた。オフターゲットリードとミトコンドリアカバレッジには相関があった（r = 0.39、= 2 × 10、rWES = 0.67、= 7 × 10）。m.1555の中央値の読み取り深さは、平均的なミトコンドリアゲノムカバレッジに類似しており、唾液および血液サンプルは同等の結果を与えた。3人のm.1555Gキャリアを含む415サンプルからの遺伝子型は、蛍光ベースのジェノタイピングデータと一致していた。臨床WESでは、カバレッジの中央値は56×であり、90％のサンプルがm.1555の位置に20以上のリードを持ち、1人のm.1494Tと3人のm.1555Gキャリアがヘテロプラスミーの証拠なしに同定された。この研究は、オフターゲットリードを用いて遺伝子型を取得することが、このミトコンドリア遺伝子の薬理遺伝学的スクリーニングを先取りするための効率的な戦略であることを示している。

Specific genetic variants in the mitochondrially encoded 12S ribosomal RNA gene () cause aminoglycoside-induced irreversible hearing loss. Mitochondrial DNA is usually not included in targeted sequencing experiments; however, off-target data may deliver this information. Here, we extract genetic variation, including the most relevant ototoxicity variant m.1555A>G, using the off-target reads of 473 research samples, sequenced through a capture-based, custom-targeted panel and whole exome sequencing (WES), and of 1245 diagnostic samples with clinical WES. Sanger sequencing and fluorescence-based genotyping were used for genotype validation. There was a correlation between off-target reads and mitochondrial coverage (r = 0.39, = 2 × 10 and rWES = 0.67, = 7 × 10). The median read depth of m.1555 was similar to the average mitochondrial genome coverage, with saliva and blood samples giving comparable results. The genotypes from 415 samples, including three m.1555G carriers, were concordant with fluorescence-based genotyping data. In clinical WES, median coverage was 56×, with 90% of samples having ≥20 reads at m.1555 position, and one m.1494T and three m.1555G carriers were identified with no evidence for heteroplasmy. Altogether, this study shows that obtaining genotypes through off-target reads is an efficient strategy that can impulse preemptive pharmacogenetic screening of this mitochondrial gene.