Hibridização genômica direcional para descoberta e detecção de inversões cromossômicas

Rearranjos cromossômicos são uma fonte de variação estrutural dentro do genoma que figura proeminentemente nas doenças humanas, onde a importância de translocações e deleções é bem reconhecida. Em princípio, inversões-reversões na orientação das sequências de DNA dentro de um cromossomo-devem ter um potencial prejudicial semelhante. No entanto, o estudo de inversões tem sido dificultado por abordagens tradicionais usadas para sua detecção, que não são particularmente robustas. Mesmo com avanços significativos em abordagens de genoma inteiro, mudanças na orientação absoluta do DNA continuam difíceis de detectar rotineiramente. Consequentemente, nossa compreensão das inversões ainda é surpreendentemente limitada, assim como nossa apreciação por sua frequência e envolvimento em doenças humanas. Aqui, introduzimos a metodologia de hibridização genômica direcional de pintura de cromátides-uma nova maneira de enxergar características estruturais do genoma-que pode ser empregada com alta resolução em uma base célula por célula, e demonstramos suas capacidades básicas para descoberta em todo o genoma e detecção direcionada de inversões. O desenvolvimento de conjuntos de sondas direcionais específicas de sequência e fita, possibilitado por bioinformática, que quando acoplados à hibridização de fita simples, melhoraram significativamente a resolução e a facilidade de detecção de inversões. Destacamos exemplos da ampla aplicabilidade desta abordagem baseada em cito-genômica, que inclui a confirmação do alinhamento do banco de dados do genoma humano e evidências de que os próprios indivíduos compartilham similaridade na direcionalidade de sequência, além de uso em estudos comparativos e evolutivos para qualquer espécie cujo genoma tenha sido sequenciado. Além das aplicações relacionadas a estudos básicos mecanicistas, a informação obtida com estratégias de hibridização específicas de fita pode, em última análise, possibilitar a descoberta de novos genes, beneficiando assim o diagnóstico e tratamento de uma variedade de estados e distúrbios de doenças humanas, incluindo câncer, autismo e infertilidade idiopática.