WGS สำหรับสัตว์เลี้ยง: เมื่อไหร่ที่ Sequencing ทั้งจีโนมคุ้มกว่า Array?

สรุปประเด็นสำคัญใน 1 นาที

• WGS (Whole Genome Sequencing) คือการอ่านลำดับ DNA ทั้งจีโนม
• ให้ข้อมูลละเอียดที่สุด แต่ ต้นทุนสูง ใช้เวลานาน และแปลผลซับซ้อน
• สำหรับการตรวจสายพันธุ์และโรคทั่วไป Microarray ยังคุ้มค่าและตรงโจทย์กว่า
• WGS เหมาะกับงานวิจัยหรือเคสที่หาตัวแปรใหม่ที่ array ยังไม่ครอบคลุม

หลายคนได้ยินคำว่า "ถอดรหัสพันธุกรรมทั้งจีโนม" แล้วคิดว่าต้องดีที่สุดแน่ ๆ แต่ในทางปฏิบัติ การเลือกเทคโนโลยีตรวจ DNA สัตว์เลี้ยงต้องดูที่ "ความเหมาะสมกับงาน" บทความนี้จะอธิบายว่า WGS คืออะไร และเมื่อไหร่ที่มันคุ้ม เมื่อไหร่ที่ Microarray ตอบโจทย์กว่า

WGS คืออะไร?

Whole Genome Sequencing คือการอ่านลำดับ DNA ทีละเบสตลอดทั้งจีโนม ตั้งแต่ต้นจนจบ ให้ข้อมูลที่ละเอียดที่สุดในทางทฤษฎี เพราะครอบคลุมทุกตำแหน่ง รวมถึงตำแหน่งที่ยังไม่เคยมีใครรู้จัก ตัวอย่างพลังของ WGS เห็นได้จากงานที่ถอดรหัสจีโนมสุนัขและสุนัขป่ากว่า 700 ตัว จนได้ตัวแปรพันธุกรรมกว่า 91 ล้านตำแหน่ง (Plassais et al., Nature Communications, 2019) ฟังดูเหมือนสมบูรณ์แบบ แต่ความละเอียดระดับนี้มาพร้อมต้นทุนที่ต้องพิจารณา

ราคาที่ต้องจ่ายของความละเอียด

WGS มีข้อจำกัดที่สำคัญหลายข้อในทางปฏิบัติ ข้อแรกคือ ต้นทุนสูง กว่าการทำ array หลายเท่า ข้อสองคือ ใช้เวลานานกว่า ทั้งการอ่านและการประมวลผล ข้อสามคือ ข้อมูลมหาศาล ต้องใช้พื้นที่จัดเก็บและพลังคอมพิวเตอร์สูง และข้อสำคัญที่สุดคือ ได้ตัวแปรจำนวนมากที่ "ไม่ทราบความหมาย" (VUS) ซึ่งแปลผลไม่ได้และอาจสร้างความสับสนมากกว่าประโยชน์

ทำไม Microarray ยังตอบโจทย์กว่าสำหรับงานทั่วไป

สำหรับการตรวจสายพันธุ์และคัดกรองโรคทางพันธุกรรมที่พบบ่อย ตำแหน่งสำคัญถูกค้นพบและ validate ไว้แล้ว ซึ่ง Microarray ตรวจตำแหน่งเหล่านี้ได้ครบ แม่นยำ และคุ้มค่ากว่ามาก โดยมีงานวิจัยยืนยันว่า SNP array ความหนาแน่นมาตรฐาน "เพียงพอ" ต่อการตรวจหาความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมภายในสายพันธุ์ ส่วน WGS จะให้พลังเพิ่มเฉพาะการศึกษาข้ามหลายสายพันธุ์หรือสุนัขพันธุ์ผสมเท่านั้น (Friedenberg et al., PLoS Genetics, 2019) เจ้าของจึงได้คำตอบที่ต้องการ ทั้งสายพันธุ์ ความเสี่ยงโรค และลักษณะเฉพาะ โดยไม่ต้องจ่ายค่า sequencing ทั้งจีโนมที่ส่วนใหญ่เป็นข้อมูลที่ไม่ได้ใช้ เชื่อมโยงกับ Microarray vs Sequencing

แล้วเมื่อไหร่ที่ WGS คุ้ม?

WGS มีคุณค่าจริงในบางสถานการณ์ คือ งานวิจัยที่ต้องค้นหาตัวแปรใหม่ ที่ array ยังไม่ครอบคลุม การศึกษาโรคหายากที่ยังไม่ทราบสาเหตุทางพันธุกรรม หรือการสร้างฐานข้อมูลอ้างอิงสำหรับสายพันธุ์ใหม่ ๆ เช่นเดียวกับการศึกษาขนาดใหญ่ที่ใช้ WGS ค้นหายีนที่เกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพและบริเวณจีโนมที่อยู่ภายใต้การคัดเลือก (Plassais et al., Nature Communications, 2019) ในกรณีเหล่านี้ ความครอบคลุมของ WGS เป็นสิ่งจำเป็น แต่สำหรับเจ้าของสัตว์เลี้ยงทั่วไปที่ต้องการรู้จักน้อง array คือทางเลือกที่ฉลาดกว่า เชื่อมโยงกับ การตรวจ DNA สัตว์เลี้ยงบอกอะไรได้บ้าง

ข้อคิดทิ้งท้ายจากผู้เขียน

"ละเอียดที่สุด" ไม่ได้แปลว่า "เหมาะที่สุด" เสมอไป การเลือกเทคโนโลยีที่ตรงกับวัตถุประสงค์คือหัวใจของการตรวจ DNA ที่ดี สำหรับการตรวจสัตว์เลี้ยงในชีวิตจริง Microarray ให้สมดุลที่ลงตัวที่สุด หากสนใจตรวจ DNA ให้น้อง ปรึกษาทีม Geneus Pet ได้เลย

แหล่งอ้างอิง (References)

1. Plassais J, et al. Whole genome sequencing of canids reveals genomic regions under selection and variants influencing morphology. Nature Communications. 2019;10:1489. Nature
2. Imputation of canine genotype array data using 365 whole-genome sequences improves power of genome-wide association studies. PLoS Genetics. 2019. NCBI PMC
3. Vaysse A, et al. Identification of Genomic Regions Associated with Phenotypic Variation between Dog Breeds using Selection Mapping. PLoS Genetics. 2011;7(10):e1002316. NCBI PMC
4. A Genome-Wide Detection of Copy Number Variations Using SNP Genotyping Arrays in Dogs. Genes. 2019. NCBI PMC