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Biomedical Genomics Workbenchには、キアゲン社の分子バーコード技術を用いた遺伝子パネル（QIAseq Panel）の専用ツールを無償プラグインとして搭載している
現時点では、変異解析、遺伝子発現解析、融合遺伝子検出用の3種類のパネルが販売されており、研究目的に合せてカスタムパネルの作成も可能
分子バーコード使用により、偽陽性を減少させた高精度・高感度な検出が可能
はじめに
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QIAseq DNA V3 Panel Analysis キアゲン社QIAseq DNA Panelのシークエンスデータを使用し、サンプル中に含まれる低頻度変異などの検出を行う
QIAseq Targeted RNA Panel Analysis キアゲン社QIAseq Targeted RNA Panelのシークエンスデータを使用し、増幅バイアスをなくした正確な遺伝子発現プロファイル解析を行う
QIAseq Targeted RNAscan Panel Analysis キアゲン社QIAseq Targeted RNAscan Panelのシークエンスデータを使用し、サンプル中に含まれる融合遺伝子の検出を行う
プラグインのインストールを行うと、各パネルのデータ解析に使用する専用ツールが自動で組み込まれ、使用できるようになる
各プラグインには、専用のワークフローも標準搭載され、シークエンスデータやパネルのデザインファイルなどを指定するだけで、直ちに解析を実行できる
＊現時点ではIlluminaシークエンサーデータの解析のみ対応
QIAseq Panel Analysisプラグイン
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QIAseq Targeted DNA Panels
分子バーコード使用により、サンプル内の存在比が1%以下の変異も、増幅バイアスを抑えつつ、高感度に検出が可能
FFPEやcfDNAなど、断片化の進んだDNAでも使用可能
パネルラインナップ Human Breast Cancer Panel Human Colorectal Cancer Panel Human Myeloid Neoplasms Panel Human Lung Cancer Panel Human Actionable Solid Tumor Panel Human BRCA1 and BRCA2 Panel Human BRCA1 and BRCA2 Plus Panel Human Pharmacogenomics Panel Human Mitochondria Panel Human Inherited Disease Panel Human Comprehensive Cancer Panel
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QIAseq DNA V3 Panel Analysis
標準搭載のワークフロー
個別ツール Remove and Annotate with Unique Molecular Index ・バーコードの除去とアノテーション付け Calculate Unique Molecular Index Groups ・同一のバーコードが付加されたリード配列のカウント Remove Ligation Artifacts ・ライゲーションによるアーチファクトの除去 Trim primers of mapped single reads Trim primers of mapped paired end reads ・プライマー配列の除去 Create UMI Reads ・同一バーコードが付加されたリード配列から、コンセンサス配列の作成 Annotate Variants with Unique Molecular Index Info ・変異データテーブルに、バーコードのグループ情報をアノテーション付け
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リード配列のマッピングから各バーコード配列によるグループ化、変異の検出、ゲノムブラウザービューの作成までを一気に実行するワークフローが利用可能
目的に合わせて、ワークフローをカスタマイズすることも可能
ワークフロー
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プライマー配列データ
ターゲット領域データ
データベース管理ツールから、解析に必要となるリファレンスゲノムデータ、およびパネルごとのプライマー配列データとターゲット領域データをダウンロード可能
カスタムパネルの場合は、専用のインポーターより各種データファイルをインポートし、解析に使用する
リファレンスデータのダウンロード
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ワークフローを起動し、解析に使用するリード配列データを選択する ＊ワークフロー実行前に、NGSプラットフォーム特異的なプライマーを取り除いておく必要がある
解析の実行
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ユニバーサルプライマーと遺伝子特異的プライマー、さらにターゲット領域データを指定する
解析の実行
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検出された変異データやマッピングデータ、さらにそれらをゲノムブラウザーで閲覧するためのゲノムブラウザービューデータなどが出力される
UMI Groups Report ・バーコードのグループ情報をまとめたレポート Super Reads ・バーコードごとのコンセンサス配列に基づいたマッピングデータ Unfiltered Variants ・クオリティーやデータの信頼性などでフィルタリングを行う前の変異データ Variants ・フィルタリング実行後の変異データ Genome Browser View ・ゲノムブラウザー閲覧用データ
解析結果データ
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変異テーブルには、検出されたアリルごとの分子バーコード数が記載される
サンプル中に存在する低頻度変異も、正確に検出することができる
変異データテーブル
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ゲノムブラウザービューより、各種アノテーションデータとマッピングデータを並べて表示し、実際に変異をもつリード配列を確認できる
ゲノムブラウザー
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ワークフローを編集することで、解析ツールの追加や、パラメータの変更などのカスタマイズが可能
ワークフローのカスタマイズ
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QIAseq Targeted RNA Panels
分子バーコードを使った、増幅バイアスの少ない正確なデジタル遺伝子発現プロファイリング
疾患やパスウェイにフォーカスした多数のパネルラインナップ
パネルラインナップ Human Angiogenesis & Endothelial Cell Biology Human Apoptosis & Cell Death Human Cancer Transcriptome Human Extracellular Matrix & Cell Adhesion Molecules Human Inflammation & Immunity Transcriptome Human Molecular Toxicology Transcriptome Human Signal Transduction PathwayFinder Human Stem Cell & Differentiation Markers Human Immuno-Oncology
Mouse Angiogenesis & Endothelial Cell Biology Mouse Apoptosis & Cell Death Mouse Cancer Transcriptome Mouse Extracellular Matrix & Cell Adhesion Molecules Mouse Inflammation & Immunity Transcriptome Mouse Molecular Toxicology Transcriptome Mouse Signal Transduction PathwayFinder Mouse Stem Cell & Differentiation Markers Mouse Immuno-Oncology
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個別ツール Quantify QIAseq RNA ・リード配列のマッピングとバーコードによるグループ化、および発現量データの作成 Differential Expression for Targeted RNA-Seq ・発現量データを使用した、サンプル間発現変動遺伝子の探索
標準搭載のワークフロー
QIAseq Targeted RNA Panel Analysis
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ターゲット領域データ
データベース管理ツールから、解析に必要となるリファレンスゲノムデータ、およびパネルごとのターゲット領域データをダウンロード可能
リファレンスデータのダウンロード
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ワークフローを起動し、解析に使用するリード配列データを選択する ＊ワークフロー実行前に、NGSプラットフォーム特異的なプライマーを取り除いておく必要がある
解析の実行
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ユニバーサルプライマーとリファレンスゲノム配列データ、さらにターゲット領域データを指定する
解析の実行
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発現量テーブル
パネルに含まれる遺伝子の、発現量テーブルのみが作成される
通常のRNA-Seq Analysisと違い、マッピングデータは作成されない
解析結果データ
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サンプルごとに作成した発現量テーブルを使用し、サンプル間の発現差の比較解析を行う専用のツールが利用できる
全トランスクリプトームの比較解析を行うツールと違い、サンプル間のデータの正規化に、ハウスキーピング遺伝子を用いる手法を選択できる
発現差解析
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主成分（PCA）解析やヒートマップ、ベン図作成機能などのほか、Gene Ontologyによる遺伝子機能解析用ツールなども利用可能
その他のRNA-Seq解析用ツール
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QIAseq Targeted RNAscan Panels
分子バーコード使用により、融合遺伝子検出が高精度に可能
ターゲット増幅における遺伝子特異的プライマーをリバース側のみとすることで、新規パートナーの融合遺伝子解析も可能
FFPE由来のRNAにも使用可能
パネルラインナップ Human Leukemia Panel Human Solid Tumor Panel Human Lung Cancer Panel Human Oncology Panel
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個別ツール Detect Fusion Genes ・融合遺伝子の検出 Annotate Fusions with Known Fusion Information ・既知の融合遺伝子の情報によるアノテーション付け QC for RNAscan Panels ・クオリティチェックデータの作成
標準搭載のワークフロー
＊別途QIAseq DNA V3 Panel Analysisプラグインのインストールが必要
QIAseq Targeted RNAscan Panel Analysis
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リード配列のマッピングから各バーコード配列によるグループ化、融合遺伝子の検出、ゲノムブラウザービューの作成までを一気に実行するワークフローが利用可能
ワークフロー
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プライマー配列データ
既知融合遺伝子データ
データベース管理ツールから、解析に必要となるリファレンスゲノムデータ、およびパネルごとのプライマー配列データと既知融合遺伝子データをダウンロード可能
リファレンスデータのダウンロード
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ワークフローを起動し、解析に使用するリード配列データを選択する
解析の実行
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ユニバーサルプライマーとNGSプラットフォーム特異的プライマー、遺伝子特異的プライマーを指定する
解析の実行
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各種レポートや遺伝子の発現量データ、さらに各種形式の融合遺伝子検出結果などが出力される
クオリティチェック結果およびレポート
発現量データ
Mapped UMI Reads ・バーコードごとのコンセンサス配列に基づいたマッピングデータ Panel Primers ・パネルのプライマー設計領域のデータ Genome Browser View ・ゲノムブラウザー閲覧用データ
Mapped Unaligned Ends ・ブレイクポイント周辺にマッピングされたリード配列のUnaligned end領域のみのマッピングデータ Detected Fusion Genes ・検出された融合遺伝子リスト
解析結果データ
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融合遺伝子テーブルでは、1組の融合遺伝子ごとに、2行に分かれて表示される
融合遺伝子が検出された、ブレイクポイントをまたいだリード数、またはペアのリード数が表示される
融合遺伝子データテーブル
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ブレイクポイント
Mapped Unaligned Ends
Mapped UMI Reads
Genome Browser Viewで、遺伝子の融合の根拠を示すリード配列を確認する
Mapped Unaligned Endsデータにて、リード配列の途中から配列が置き換わった領域を、パートナー遺伝子の該当領域に表示
ゲノムブラウザー
