Illumına ve DNB sekanslama teknolojileri ile elde edilen özel gen dizileme verilerinin karşılaştırılması
Comparison of in house gene sequencing data obtained by illumina and DNB sequence technologies
Yazar: TUĞÇE ACAR
Danışman: PROF. DR. MUHAMMED HAMZA MÜSLÜMANOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Genetik = Genetics ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Moleküler genetik = Molecular genetic

Özet:
DNA'nın yapısı aydınlatıldıktan sonra DNA nükleotid dizilemesi için bir çok yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemler arasında en günceli Yeni Nesil Dizileme(NGS) teknolojileridir. NGS platformları farklı yöntemlerle kısa sürede, genomun bir kısmının, hatta tamamımın dizilenmesini sağlar. İnsan genomu dizilemede üretilen ticari kitlerin dışında in-house dizileme ile; çok sayıda, birbiriyle ilişkisi olmayan genleri aynı anda dizilemek mümkündür. NGS teknolojileri fastq formatında ham data üretir. Dizileme sırasında; kimyasal reaksiyonda, cihazın mekaniğinde veya laboratuvar kısmında meydana gelebilecek hatalar dataların kalitesini, dolayısıyla ham datadan yapılacak analizin doğruluğunu doğrudan etkiler. Ham datadaki potansiyel sorunları tespit etmek ve datanın kalitesini değerlendirmek için FastQC gibi çeşitli algoritmalar geliştirilmiştir. Bu çalışmada, farklı yöntemlere dayalı Illumina(sentez yoluyla dizileme) ve MGI(DNB teknolojisi ile dizileme) platformlarında in-house dizileme verilerinin kalitelerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. 100-280 amplikondan oluşan 24 çift gen havuzu, MGI ve Illumina platformlarında in-house dizileme tekniği ile dizilenmiştir. Her iki platformdan elde edilen ham dataların FastQC raporlarından; her sekanstaki baz içeriği, dizilerin GC içeriği, duplikasyon oranı ve yinelenen diziler parametreleri ile data boyutu ve ortalama derinlik parametreleri açısından karşılaştırılmıştır. FastQC parametrelerine uygulanan t testi sonucunda; her iki platform için de her sekanstaki baz içeriği (p=2,01;p0,05), dizilerin GC içeriği (p=0,88;p0,05) ve duplikasyon oranları (p=0,08;p0,05) arasında önemli bir fark olmadığı görülmüştür. Yinelenen diziler arasında ise MGI'dan üretilen dataların yinelenen dizi ortalaması daha düşük olup, her iki platform arasındaki farkın istatistiksel olarak önemli (p=0,04;p0,05) olduğu gözlenmiştir. Bununla birlikte kullanılan MGI DNBSeq-G400 cihazının kapasitesi Illumina-Miniseq cihazından daha fazla olduğundan; MGI DNBSeq-G400 cihazından data boyutu ve ortalama derinlik açısından daha fazla veri elde edilmiştir. Bu iki parametre için uygulanan t testi ile, her iki cihazdan elde edilen data boyutu (p=5,58;p0,05) ve ortalama derinlik (p=1,57;p0,05) arasındaki farkın istatistiksel olarak anlamlı olmadığı gözlemlenmiştir. Sonuç olarak in-house dizilemede; dizilenecek gen sayısı, elde edilmek istenen data miktarı gibi koşullar göz önünde bulundurularak, amaca uygun her iki platform da verimli bir şekilde kullanılabilir.

Abstract:
After the structure of DNA was elucidated, many methods were developed for DNA nucleotide sequencing. The most up-to-date among these methods is Next Generation Sequencing(NGS) technologies. NGS platforms enable the sequencing of part or even the entire genome in a short time using different methods. Apart from the commercial kits produced for human genome sequencing, with in-house sequencing; it's possible to sequence large numbers of unrelated genes simultaneously. NGS technologies produce raw data in fastq format. During sequencing; errors that may occur in the chemical reaction, the mechanics of the device or the laboratory part directly affect the quality of the data and therefore the accuracy of the analysis to be made from the raw data.Various algorithms, such as FastQC, have been developed to detect potential problems in raw data and evaluate the quality of the data.In this study, it was aimed to compare the quality of in-house sequencing data on Illumina (sequencing by synthesis) and MGI (sequencing by DNB technology) platforms based on different methods. 24 pairs of gene pools of 100-280 amplicons were sequenced separately on the MGI and Illumina platforms by in-house sequencing. From FastQC reports of raw data obtained from both platforms; the base content in each sequence, GC content of the sequences, duplication rate and repetitive sequences parameters were compared in terms of data size and average depth parameters. As a result, in-house sequencing; considering the conditions such as the number of genes to be sequenced and the amount of data to be obtained, both platforms suitable for the purpose can be used efficiently.