Mendelian disease gene identification and diagnosis using targeted next generation sequencing

Abstract

Les tecnologies de seqüenciació de nova generació (NGS) han emergit com a una poderosa eina per al descobriment de mutacions causals i nous gens per a malalties Mendelianes, i estan tenint un ràpid impacte en l’àmbit del diagnòstic genètic. Les tecnologies de NGS es poden utilitzar en combinació amb mètodes d’enriquiment de l’ADN per a seqüenciar en profunditat regions genòmiques diana, com l’exoma o gens associats a malalties, entregant informació genètica d’una manera ràpida, barata i acurada. Aquesta tesi descriu l’aplicació de la NGS dirigida per a identificar un nou gen per a la hipertensió hipercalièmica familiar. També s’explora la traducció clínica de les tecnologies de NGS per a millorar el diagnòstic genètic d’un panell heterogeni de malalties Mendelianes, què inclou la fibrosi quística, hiperfenilalaninèmies i la malaltia renal poliquística autosòmica dominant. Els resultats d’aquesta tesi no només ratifiquen la NGS dirigida com a una potent eina per al descobriment de gens de malalties Mendelianes, sinó què també demostren que aquesta tecnologia està preparada per a substituir els mètodes moleculars tradicionals a l’àmbit de la genètica mèdica.

Next Generation Sequencing (NGS) technologies have emerged as a powerful tool for the discovery of causative mutations and novel Mendelian disease genes, and are rapidly impacting genetic diagnostics. NGS technologies can be used in combination with DNA enrichment methods to generate deep sequencing of target genome regions, such as the exome or known disease loci, delivering fast, inexpensive and detailed genetic information. This thesis describes the application of targeted NGS to identify a novel disease gene for familial hyperkalemic hypertension. In addition, it also explores the clinical translation of NGS technologies to the genetic diagnostics of a heterogeneous panel of Mendelian diseases, including cystic fibrosis, hyperphenylalaninemias and autosomal dominant polycystic kidney disease. The results of this thesis do not only ratify targeted NGS as a powerful tool for Mendelian disease gene discovery, but also show that it is ready to substitute traditional molecular methods in medical genetics.