DUCKS4：一种用于面肩肱型肌营养不良（FSHD）纳米孔测序分析的全面工作流程

《Human Genomics》：DUCKS4: a comprehensive workflow for Nanopore sequencing analysis of facioscapulohumeral muscular dystrophy (FSHD)

【字体：大中小】 时间：2026年02月17日 来源：Human Genomics 4.3

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　　针对FSHD分析的挑战，提出整合优化湿实验室流程与自动化生物信息学工作流的DUCKS4方法，支持D4Z4重复数测量、变异检测、甲基化分析及复杂结构变异检测，提供全面解决方案。

摘要

背景

面肩肱型肌营养不良（FSHD）是一种常染色体显性遗传的肌营养不良症，由4号染色体上DUX4基因附近的D4Z4重复序列的基因或表观遗传变化引起。由于10号染色体上存在几乎相同的区域、多种单倍型、长重复和短重复亚型以及复杂的重排（如易位和重复），遗传分析颇具挑战性。迄今为止，还没有一种方法能够检测出FSHD的所有已知病因。

结果

我们开发了一种集成方法，将优化的实验室操作流程与自动化生物信息学工作流程相结合，称为DUCKS4。该方法能够实现D4Z4阵列在读段级别的分辨率分析，用于确定FSHD1的重复序列长度、检测FSHD2的变异以及识别甲基化模式。通过使用NCBI BLAST工具，可以将读段分配到相应的染色体和单倍型上，从而支持强大的过滤和分析功能。我们的方法还包括一种针对人类高分子量DNA的新型自适应采样流程。借助长读长纳米孔测序技术，该工具能够精确测定D4Z4阵列的大小、识别个体单倍型、进行甲基化分析以及复杂的等位基因分析。此外，它还能检测到嵌合现象和染色体间易位等结构变异，为FSHD的分析提供了一种全面的、单一方法的解决方案。

可用性和实施

DUCKS4运行在Docker环境中。源代码和补充材料可在以下链接获取：https://github.com/tamara-nano/ducks4、https://github.com/tamara-nano/ducks4_wovar（不含变异检测的简化版本），并存储在https://figshare.com/projects/DUCKS4-FSHD/260306中。

背景

面肩肱型肌营养不良（FSHD）是一种常染色体显性遗传的肌营养不良症，由4号染色体上DUX4基因附近的D4Z4重复序列的基因或表观遗传变化引起。由于10号染色体上存在几乎相同的区域、多种单倍型、长重复和短重复亚型以及复杂的重排（如易位和重复），遗传分析颇具挑战性。迄今为止，还没有一种方法能够检测出FSHD的所有已知病因。

结果

我们开发了一种集成方法，将优化的实验室操作流程与自动化生物信息学工作流程相结合，称为DUCKS4。该方法能够实现D4Z4阵列在读段级别的分辨率分析，用于确定FSHD1的重复序列长度、检测FSHD2的变异以及识别甲基化模式。通过使用NCBI BLAST工具，可以将读段分配到相应的染色体和单倍型上，从而支持强大的过滤和分析功能。我们的方法还包括一种针对人类高分子量DNA的新型自适应采样流程。借助长读长纳米孔测序技术，该工具能够精确测定D4Z4阵列的大小、识别个体单倍型、进行甲基化分析以及复杂的等位基因分析。此外，它还能检测到嵌合现象和染色体间易位等结构变异，为FSHD的分析提供了一种全面的、单一方法的解决方案。