利用Bionano单分子光学图谱技术对复杂染色体重排伴少精子症病例进行断裂点定位及致病机制研究

Male carriers of complex chromosome rearrangements are often accompanied by sperm formation barriers or stagnation, leading to oligospermia or azoospermia, causing infertility or low fertility. Accurate location of complex chromosome rearrangement breakpoints is essential for defining the genetics baisis for those patients. Bionano monolayer optical mapping technique has an ultra-long sequence reading length that can span repeating units and complex variable regions. It provides a new idea and method for the study of genomic structural variation.This project is to analyze the genomic structure variation of complex chromosome rearrangement and azoospermia with rare special cases by using Bionano single molecule optical Atlas technology to precisely locate the breakpoint, By analyzing the interruption or fusion of the fracture junction, the cis element modification Change, genotype - phenotypic correlation and functional study to find new pathogenic genes. This study is of great significance for identifying the pathogenesis and guiding treatment of infertility caused by spermatozoa.

男性复杂染色体重排携带者常伴有精子生成障碍或停滞，导致少精症或无精症，引起不育或低生育，精确定位复杂染色体重排断裂点是明确此类罕见遗传病病因的关键。国际最先进的Bionano单分子光学图谱技术具有超长序列读长，可以跨越重复单元和复杂可变区，为基因组结构变异研究提供了新的思路和方法。本项目拟通过采用Bionano单分子光学图谱技术对3例复杂染色体重排伴少精子症罕见特殊病例进行基因组结构变异检测分析，精确定位断裂点，并通过对断裂连接处基因的打断或融合、顺式元件改变、基因型-表型关联分析及功能研究以发现新的候选致病基因。本研究对于明确此类无精少精子症引起不育的发病机制及指导治疗具有重要的意义。

男性染色体易位重排携带者常伴有精子生成障碍或停滞，导致少弱畸形精子症或无精子症，引起低生育或不育，精确定位染色体易位重排断裂点是明确此类罕见遗传病病因的关键。本研究我们采用PacBio第三代单分子实时测序技术对3例染色体易位重排伴少弱畸形精子症和无精子症罕见特殊病例进行基因组结构变异（SV）检测分析，以发现隐匿的微小型 SV，精确定位断裂重连位点，进而发现候选致病基因。通过单分子实时测序技术我们在2例患者中发现了致病性的SV，其中一例携带复杂染色体重排[46,XY,t(5;11;18)(q14;p11.2;p11.3) ]伴严重少弱畸形精子症患者检测到11号染色体Wt1基因32434263处存在0.31MB小片段的插入型（INS）结构变异，WT1基因在哺乳动物中主要通过调控支持细胞参与睾丸发育和精子的发生；突变影响了WT1基因的正常转录调控功能。另外一例携带染色体平衡易位[46,XY,t(x;8)(q28;q24.1)]伴非梗阻性无精子症患者检测到X染色体70032067处发生断裂产生易位型（BND）结构变异，打断了与精子发生功能密切有关的TEX11基因，引起单倍剂量不足，造成生精功能障碍。本研究率先在国内采用PacBio三代单分子实时测序技术对染色体易位重排伴少弱畸形精子症和非梗阻性无精子症进行基因组结构变异分析并精确定位断裂点，鉴定了候选致病基因，对于明确此类少精/无精子症引起不育的发病机制及指导临床治疗具有重要的意义，也为其他围绕罕见遗传病的病因学研究提供重要参考依据。