GeneMarker HTS, ミトコンドリア
 

mtDNA多型&STR型 MPSデータ解析ソフトウェア
GeneMarker HTS

GeneMarker®HTSソフトウェアは法医学ミトコンドリアDNAおよび常染色体/Y染色体STRケースワークや、臨床医学におけるミトコンドリアDNA研究に特化したワークフローを搭載したMassively Parallelシーケンシング(MPS)データ解析ソフトウェアです。Illumina®やIon Torrent®シーケンシングプラットフォームのデータに対応しており、使いやすいWindows®OSで動作します。(以下のリンクには他サイトへ移動するリンクも含まれます。)

ミトコンドリアDNA解析 ページ内移動

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STR型解析 ページ内移動

 

その他機能

  • 使いやすいWindows®インターフェース

  • 主要なケミストリーやNGSプラットフォームに対応

  • オーディットトレイルとユーザーコントロール

  • 包括的なレポートオプション

参考資料:Validation of NGS for mitochondrial DNA casework at the FBI Laboratory

(他サイトへ移動します。)

法医学および臨床医学ミトコンドリアDNA解析

 

GeneMarker HTSは分野をリードする法医学教室や臨床医学研究室とのコラボレーションによって開発されました。GeneMarker HTSソフトウェアでは、コンセンサスアライメントやモチーフアライメントを用いて複数サンプルの高速解析が可能です。

  • 独自のモチーフアライメントテクノロジー

  • International Society for Forensic Genetics(ISFG)のDNA Commissionによる要件設定を自動化

  • 法医学アライメントに推奨される要件を満たしています。

  • 進化学的・法医学的なconsiderationに合ったモチーフとIndelを認識し、適切な割り当てを行います。

  • コンセンサスアライメント

  • プレロードされているRevised Cambridge Reference Sequence(RCRS)へのアライメント、または他のリファレンス配列へのアライメント

参考資料:Validation of NGS for mitochondrial DNA casework at the FBI Laboratory

 

モチーフアライメント

モチーフとはミトコンドリアDNAの既知バリアントリストです。モチーフアライメントを使用すると初期アライメント後に、モチーフの既知バリアントに合うようアライメントが調整されます(下図中のForensic Alignment)。モチーフアライメントを使用することで、法医学アライメントにおける手作業による編集を大幅に削減することができます。

 
GeneMarker HTS, ミトコンドリア

図1:GeneMarkerHTSソフトウェアには膨大な法医学用モチーフファイルがプレロードされています。またモチーフエディタツールを使って新規モチーフを簡単に追加できます。

機能

  • 解析に最も適合する3つのアライメントアルゴリズム

    • 初期アライメント:GeneMarker HTSにプレロードされているRevised Cambridge Reference Sequence(RCRS)へのアライメント。環状リファレンスゲノムに対応したアライメントテクノロジーを採用しています。

    • モチーフとのアライメント調整:Alignmentオプションで「Motifs」を選択すると、モチーフファイル内で定義された法医学バリアントレポートに一致するよう、初期アライメント後にアライメントが調整されます。

    • コンセンサス配列を用いたアライメント調整:アライメントのエキストラステップです。Alignmentオプションで「Consensus」を選択すると、初期アライメント後にIndel周辺のアライメントを改善します。

  • 環状ゲノムの起点をまたいで解析

  • 法医学バリアント表記法と標準バリアント表記法

  • ​Personal Health Information (PHI)の保護。PHIはmtDNA全配列のいくつかの領域から推測される可能性があります。mtDNA解析においてプライバシーを守るために、解析者から隠さなければいけないポジションをBEDファイルを用いて指定することができます。

解析結果と出力物

  • コンセンサス配列、バリアント(SNPs, Indels)(メジャーバリアント、マイナーバリアント)

  • カバレッジ深度グラフ

  • リファレンスにアライメントされたコンセンサス配列(IUPAC表記

  • リードPile-up

  • 一画面での複数サンプル比較

    • 同期ビューワー・・・複数サンプルのビューワーが同調してスクロール・ズーム可能

  • 比較ビューワー(バリアントコールのサンプル対サンプル比較と各サンプルにおける頻度テーブル)

GeneMarker HTS表示オプション;

  • パイルアップに表示される塩基の表示色やハイライト色をカスタマイズできます。

  • 全ミトコンドリアゲノムアライメントのグローバル表示と拡大表示

 
GeneMarker HTS, ミトコンドリア

図2:グローバル表示(左)と拡大表示(右)

(図をクリックすると拡大します。)

  • 4サンプルまで同時表示

 
GeneMarker HTS, ミトコンドリア

図3:複数サンプルのスクロールとズームが同調します。

​(図をクリックすると拡大します。)

  • 複数サンプルの解析結果比較

 
GeneMarker HTS, ミトコンドリア

図4:ComparisonビューワーのSample to Sample Comparisonペイン(上)とVariant Comparisonペイン(下)。

Comparisonビューワーでは、プロジェクトの全サンプルを1つのウインドウで比較できます。Sample to Sample Comparisonペインはサンプル対サンプルの相関テーブルです。相関を計算するのに用いるバリアントタイプはメジャーバリアント、マイナーバリアント、その両方から選択できます。行列で別々のバリアントタイプを選択することも可能です。テーブルの各セル上にカーソルを合わせるとツールチップが開き、相関テーブルのエントリー上にカーソルを合わせるとツールチップが開き、共通のバリアントや各サンプル独自のバリアントが表示されます。

Variant Comparisonペインにはプロジェクトの少なくとも1サンプルで見つかったバリアントがリストアップされます。各列はサンプル、各行はバリアントです。各セルにはそのサンプルにおけるバリアント頻度が表示されます。メジャーバリアントやマイナーバリアントは、青や金色(デフォルト)で個別にハイライトされます。

​(図をクリックすると拡大します。)

様々なレポート出力

  • コンセンサス配列・・・メジャーアレルのコンセンサス配列(FASTAファイル形式)です。メジャーアレルはあるポジションにおける最も頻度の高いアレルです。リファレンスと同じかどうかにかかわらず、全てのメジャーアレルがレポートされます。

  • バリアントレポート・・・メジャーアレル・マイナーアレルそれぞれのバリアントレポートと両方を合わせたバリアントレポートが出力されます。

  • ​低カバレッジレポート・・・プロジェクトの閾値を下回るカバレッジ領域のリストです。

  • バリアントレポートはEMPOP(EDNAP mtDNA Population Database)に対応

法医学STR(常染色体STR/Y染色体STR)の遺伝子型およびSNPs解析

 

STRsとY-STRsのハイスループットシーケンシングではアレルコールとシーケンスバリアント両方が得られます。isoalleleが得られることは、単一個体サンプルにおける個人や血縁者を特定する助けとなり、また混合試料解析においてContributorへのアレル割り当てを改善できる可能性を秘めています。

STRsやY-STRs、mtDNAもしくは3アプリケーションの同時解析など法医学アプリケーションのハイスループットシーケンシングデータはビルドインされているパネル(Promega PowerSeqケミストリ)を選択するかカスタムケミストリー用のパネルをロードすることで解析できます。常染色体STRおよびY染色体STR解析ではCEジェノタイピングと一致した結果が得られています。

参考資料:Concordance study

 

GeneMarker HTSソフトウェアでは、mtDNAケミストリーとSTRケミストリーの同時解析とレポーティングが行えます。それぞれのデータタイプについてレビューとレポート保存が可能です。

 

STR解析スクリーン

 
GeneMarker STR

図5-1:STR解析スクリーンにはヒストグラムと解析結果テーブルが含まれます。ヒストグラムには各マーカーのアレル毎のカバレッジが表示され、isoalleleも別の色で表されます。解析結果テーブルにはアレル名や各Sequence・各アレル・各マーカーのフォワードリード数、リバースリード数、リード総数やマーカー内のパーセンテージ、Sequenceの配列などが表示されます(ver.2.5.0)。​(図をクリックすると拡大します。)

GeneMarker STR
 

図5-2:STRフィルタールールとStutterルール。Sequenceのリード数やマーカー​内リード総数に対するパーセンテージなどを用いてマーカー毎にSequenceのフィルターを設定できます。またマーカー毎にStutterを識別する設定も可能です(図をクリックすると拡大します。)。

異なるSequenceのビジュアライゼーション

 
GeneMarker STR

図6:異なるSequenceの検出例。キャピラリー電気泳動のようなフラグメント長に基いた解析ではホモ接合型に見えますが、シーケンシングではヘテロ接合性を示しています。各Sequenceのカバレッジバーは積み上げ型表示(上図)のほか、横並びに表示することも可能です(下図)。​

GeneMarker STR
 

動作環境

PC

OS:64 bit Windows® 7, 8.1, 10
CPU:Intel Core iシリーズ 第3世代以降 
動作メモリ:16GB RAM
必要HDD容量:250 GB 空き容量  (SSD推奨)

ディスプレイ解像度:1366 x 768 以上

 

GeneMarkerHTS Viewer:
上記に準ずる(動作メモリ:8GB RAM)

ライセンス・価格・納期等

 

カタログおよびユーザーマニュアル

 

​簡易カタログ

ユーザーマニュアル(抜粋)

※日本語の資料をご要望の方はその旨ご連絡ください。

Brochure (ENG)

​UserManual(ENG)

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※本製品は研究用です。研究用以外の目的で使用しないでください。

記載の社名および製品名は、SoftGenetics社または各社の商標または登録商標です。

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