Главная/Полезные статьи/
Капиллярное секвенирование ДНК: золотой стандарт в медицинской генетике
Капиллярное секвенирование ДНК: золотой стандарт в медицинской генетике
23 мая 2025 г
5 минут
Капиллярное секвенирование ДНК — это высокоточный метод, основанный на модификации классического метода Сэнгера, который до сих пор остаётся эталонным способом анализа нуклеотидной последовательности в клинической генетике. Несмотря на появление более современных технологий, таких как секвенирование нового поколения (NGS), капиллярное секвенирование сохраняет ключевую роль в диагностике наследственных заболеваний, особенно в задачах подтверждающего анализа.
Как работает метод?
В основе метода лежит амплификация изучаемого участка ДНК с использованием праймеров и последующее создание набора фрагментов, каждый из которых заканчивается флуоресцентно-меченым дидезоксинуклеотидом (ddNTP). Эти фрагменты различной длины разделяются в узкой трубке (капилляре) под действием электрического поля — процесс, называемый капиллярным электрофорезом. По мере продвижения фрагментов через лазерный детектор устройство регистрирует сигнал от флуоресцентной метки, соответствующей конкретному нуклеотиду. В результате получается электрофореграмма — график, отражающий последовательность ДНК с точностью до одного нуклеотида.
Примеры клинического применения
Одним из примеров является диагностика муковисцидоза — аутосомно-рецессивного заболевания, вызванного мутациями в гене CFTR. Метод капиллярного секвенирования часто используется в рамках неонатального скрининга для подтверждения мутаций, обнаруженных с помощью ПЦР или мультиплексных панелей.
При подозрении на синдром Марфана, ассоциированный с мутациями в гене FBN1, зачастую применяют капиллярное секвенирование для анализа кодирующих участков и сплайс-сайтов, чтобы подтвердить диагноз или выявить патогенные варианты, не охватываемые стандартными панелями NGS.
В случаях семейных форм гипертрофической или дилатационной кардиомиопатии используется капиллярное секвенирование генов MYH7, MYBPC3 и других. Особенно эффективно это при анализе известных патогенных вариантов, где NGS нецелесообразен.
Ген ABCA4, ответственный за болезнь Штаргардта, насчитывает сотни мутаций. Капиллярное секвенирование применяется для анализа наиболее частых из них.
Классическим примером служит секвенирование участка гена F5 (мутация Лейден) и F2 (мутация G20210A). Эти мутации вызывают повышенную склонность к тромбозам и часто проверяются у пациентов с тромбоэмболиями в анамнезе.
Также капиллярное секвенирование широко используется в онкогенетике — например, при анализе генов BRCA1 и BRCA2 у женщин с семейной историей рака молочной железы и яичников. Несмотря на широкое применение NGS для первичного скрининга, подтверждение выявленных вариантов часто проводится именно методом Сэнгера, как точным и легко интерпретируемым способом.
Преимущества и ограничения
К основным достоинствам метода можно отнести:
Высокую точность (до 99.999%);
Возможность детального анализа коротких участков ДНК (до ~1000 пар оснований за один запуск);
Однако у метода есть и ограничения: он плохо подходит для анализа длинных генов с большим числом экзонов, химерных или мозаичных состояний, а также требует ручного подбора праймеров и более длительного времени на проведение анализа по сравнению с NGS.
Перспективы использования
Хотя капиллярное секвенирование уступает по масштабируемости и цене на один нуклеотид NGS-технологиям, оно останется важным инструментом в арсенале молекулярного генетика. Его роль особенно важна в стандартизированных клинических процессах, где приоритетом является точность.
Список литературы
Sanger F, Nicklen S, Coulson AR. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1977;74(12):5463–5467. doi: 10.1073/pnas.74.12.5463
Castellani C, Cuppens H, Macek M Jr, et al. Consensus on the use and interpretation of cystic fibrosis mutation analysis in clinical practice. Journal of Cystic Fibrosis. 2008;7(3):179–196. doi: 10.1016/j.jcf.2008.03.009
Richard P, Charron P, Carrier L, et al. Hypertrophic cardiomyopathy: distribution of disease genes, spectrum of mutations, and implications for a molecular diagnosis strategy. Journal of Medical Genetics. 2003;40(8):627–632. doi: 10.1136/jmg.40.8.627
Nassisi M, Mohand-Saïd S, Dhaenens C-M, et al. Expanding the Mutation Spectrum in ABCA4: Sixty Novel Disease Causing Variants and Their Associated Phenotype in a Large French Stargardt Cohort. International Journal of Molecular Sciences. 2018;19(8):2196. https://www.mdpi.com/1422-0067/19/8/2196MDPI
Kujovich JL. Factor V Leiden thrombophilia. Genetics in Medicine. 2011;13(1):1–16. doi: 10.1097/GIM.0b013e3181fddc01
Plon SE, Eccles DM, Easton D, et al. Sequence variant classification and reporting: recommendations for improving the interpretation of cancer susceptibility genetic test results. Human Mutation. 2008;29(11):1282–1291. doi: 10.1002/humu.20880
