helegenoomsequentie

Een hellegenoomsequentie is de volledige volgorde van nucleotiden in het genoom van een organisme, inclusief chromosomale DNA en meestal mitochondriaal DNA. Het doel is het vastleggen van de complete genetische informatie van een organisme, zodat onderzoekers varianten, genen en regulerende elementen kunnen identificeren en bestuderen. Een hellegenoomsequentie fungeert als referentie voor vergelijkende genomica, functioneel onderzoek en toepassingen in biomedisch onderzoek, plant- en veeteelt en evolutionaire biologie.

Methoden en verwerking bestaan uit het genereren van sequencing-reads met verschillende technologieën en het samenstellen van deze reads tot een continu genoom. Traditioneel werd Sanger-sequencing gebruikt, maar de moderne praktijk maakt veelvuldig gebruik van next-generation sequencing (NGS) met korte reads (bijvoorbeeld Illumina) en langlees-technologieën (zoals PacBio en Oxford Nanopore). Langere reads verbeteren de samenstelling van herhalende en complexe regio’s. De uiteindelijke hellegenoomsequentie ontstaat via de novo-assemblage of reference-gestuurde assemblage, gevolgd door annotatie van genen, regulerende elementen en andere functies. Uitvoerformaten omvatten FASTQ/FASTA voor ruwe en geanalyseerde data, en contigs, scaffolds en GFF/GenBank-bestanden voor annotaties. Variantdetectie levert VCF-bestanden.

Toepassingen zijn onder meer het identificeren van genetische varianten die ziekten beïnvloeden, personalisierte geneeskunde, populatiegenetica, fundamenteel evolutionair onderzoek en verbetering van gewassen en dieren. Voorbeelden van grote projecten zijn het menselijke referentie-genoom en diverse plantaardige en dierlijke referentiegenomen.

Uitdagingen omvatten complexe en repetitieve regio’s, polyploïdie, heterozygositeit en structurele varianten, evenals kosten en data-privacy-ethische vraagstukken rondom menselijke genoomgegevens. Desalniettemend is de hellegenoomsequentie een centrale drijver achter genomische wetenschap en precisie-innovatie.