Kromozomal Mikroarray ve Karşılaştırmalı Genomik Hibridizasyon
Karşılaştırmalı genomik hibridizasyon (CGH) ve kromozomal mikroarray analizi, bir test genomunu bir referansla karşılaştırarak genomik kopya sayısı artışlarını ve kayıplarını tespit eden moleküler sitogenetik yöntemlerdir. Karşılaştırmayı binlerce genomik hedeften oluşan bir diziye (array) taşıyarak, mikroarray tabanlı yaklaşımlar, tüm genomdaki delesyonları ve duplikasyonları kromozom bantlamasından çok daha ince çözünürlüklerde haritalandırmaktadır; bu da onları submikroskopik dengesizlikleri tespit etmek için yüksek çözünürlüklü bir araç haline getirmektedir.
Tanım
Karşılaştırmalı genomik hibridizasyon ile kromozomal mikroarray, farklı şekilde işaretlenmiş test ve referans DNA'ların tanımlanmış genomik hedeflere hibridize olmak için rekabet ettiği bir kopya sayısı analiz yöntemidir; böylece floresan oranları, genom boyunca genomik materyaldeki artışları ve kayıpları ortaya koymaktadır.
Kapsam
Bu konu, CGH'nin temelini oluşturan rekabetçi hibridizasyon ilkesini, metafaz CGH'den array CGH ve SNP array'lerine evrimini, bu platformların sağladığı kopya sayısı bilgilerini ve dengeli yeniden düzenlemelerle ilgili karakteristik sınırlamalarını kapsamaktadır. Bu, metodolojik bir referanstır ve klinik yönetim rehberliği sağlamamaktadır.
Temel sorular
- Test ve referans DNA'nın rekabetçi hibridizasyonu kopya sayısı değişikliğini nasıl ortaya koymaktadır?
- Metafaz CGH'den array tabanlı platformlara geçiş, çözünürlük hakkında neyi değiştirmiştir?
- Array CGH ve SNP array'leri sağladıkları bilgiler açısından nasıl farklılık göstermektedir?
- Mikroarray neden dengeli yeniden düzenlemeleri veya düşük seviyeli mozaizmi tespit edememektedir?
Anahtar kavramlar
- Kopya sayısı varyasyonu (CNV)
- Rekabetçi (oran) hibridizasyon
- Metafaz CGH'ye karşı array CGH
- Tek nükleotid polimorfizmi (SNP) array'i
- Genomik çözünürlük ve prob yoğunluğu
- Genom çapında kopya sayısı profillemesi
- Homozigotluk bölgelerinin tespiti (SNP array'leri)
- Dengeli yeniden düzenlemeler için sınırlama
Mekanizmalar
Karşılaştırmalı genomik hibridizasyonda, test ve referans DNA'lar farklı floroforlarla işaretlenmekte ve ortak bir hedefe birlikte hibridize edilmektedir; test genomunda bir kopya sayısı artışı veya kaybı olduğunda, floresan oranı dengeli referans değerinden saparak dengesizliği haritalandırmaktadır. Orijinal yöntemde hedef, çözünürlüğü sınırlayan normal bir metafaz yayılımıydı; bunu haritalanmış genomik klonlar veya oligonükleotitlerden oluşan bir dizi (array CGH) ile değiştirmek, çözünürlüğü kat kat artırmış ve artışların ve kayıpların hassas lokalizasyonuna olanak tanımıştır. SNP array'leri ek olarak polimorfik bölgeleri sorgulamakta, homozigotluk bölgelerini ortaya çıkarabilecek genotip bilgisi sağlamakta ve tek ebeveyn disomisinin (uniparental disomy) tespitine yardımcı olabilmektedir. Bu platformlar yalnızca genomik materyalin göreceli miktarını ölçtüğünden, dengesiz değişiklikleri (delesyonlar ve duplikasyonlar) yüksek çözünürlükte tespit edebilmekte ancak kopya sayısını değiştirmeyen dengeli yeniden düzenlemeleri tespit edememektedirler ve düşük seviyeli mozaizm için sınırlı hassasiyete sahiptirler.
Klinik önem
Kromozomal mikroarray, gelişimsel engellilik, konjenital anomaliler ve belirli kanserlerin değerlendirilmesinde submikroskopik kopya sayısı artışlarını ve kayıplarını belirlemek için kullanılmaktadır; karyotipleme çözünürlüğünün altındaki birçok dengesizliği tespit etmektedir. Konsensüs kılavuzları, açıklanamayan gelişimsel engellilik veya konjenital anomaliler için birinci basamak bir test olarak önermiştir, ancak dengeli bir yeniden düzenlemeden şüphelenildiğinde karyotipleme veya FISH'in hala gerekli olduğunu belirtmektedir. Bu madde, mikroarray bulgularının nasıl oluşturulduğunu açıklamaktadır; bireysel tanı veya tedavi kararları için bir temel değildir.
Kanıt ve kılavuzlar
Miller ve arkadaşları (2010) tarafından yönetilen uluslararası bir konsensüs bildirisi, kromozomal mikroarray'i gelişimsel engellilikleri veya konjenital anomalileri olan bireyler için birinci basamak klinik tanı testi olarak önermiştir, aynı zamanda dengeli yeniden düzenlemeler için karyotiplemenin devam eden rolünü de kabul etmektedir. Kopya sayısı bulguları, İnsan Sitogenomik Nomenklatürü Uluslararası Sistemi (ISCN) kuralları kullanılarak rapor edilmektedir.
Tarihçe
Karşılaştırmalı genomik hibridizasyon, Kallioniemi ve arkadaşları tarafından 1992 yılında, katı tümörlerin genomundaki kopya sayısı değişikliklerini metafaz kromozomlarına tek bir hibridizasyon kullanarak incelemenin bir yolu olarak tanıtılmıştır. Solinas-Toldo ve arkadaşları 1997'de matris (array) tabanlı CGH'yi göstermiş, metafaz hedefini genomik klonlardan oluşan bir dizi ile değiştirerek çözünürlüğü büyük ölçüde iyileştirmiştir. Array CGH ve daha sonra SNP array'leri rutin yüksek çözünürlüklü araçlar haline gelmiş ve 2010 yılına gelindiğinde konsensüs, kromozomal mikroarray'i tanımlanmış klinik ortamlarda birinci basamak tanı testi olarak konumlandırmıştır.
Öne çıkan isimler
- Anne Kallioniemi
- Daniel Pinkel
- Joe W. Gray
- Peter Lichter
- David T. Miller
İlgili konular
Temel eserler
- kallioniemi-1992
- solinas-toldo-1997
- miller-2010
Sıkça sorulan sorular
- Kromozomal mikroarray'in karyotiplemeye göre temel avantajı nedir?
- Genomdaki kopya sayısı artışlarını ve kayıplarını kromozom bantlamasından çok daha yüksek çözünürlükte tespit etmekte, bir karyotipin göremediği birçok submikroskopik delesyon ve duplikasyonu belirlemektedir.
- Mikroarray neden dengeli bir translokasyonu gözden kaçırabilir?
- Mikroarray ve CGH, genomik materyalin göreceli miktarını ölçtüğünden, artışları ve kayıpları tespit ederler ancak materyali kopya sayısını değiştirmeden hareket ettiren yeniden düzenlemeleri tespit edemezler; bu nedenle dengeli bir translokasyonun tespiti için karyotipleme veya FISH gerekmektedir.