NGS Nedir?

NGS (next- generation sequencing) Türkçe ismiyle “yeni nesil dizileme” teknolojisi tıp sektörü içerisine yeni girmiş bir uygulamadır. Yeni nesil dizileme yöntemi embriyolarda kapsamlı olacak şekilde kromozom tarama yapılmasını sağlayan ve yeni geliştirilmiş genetik analiz teknolojisidir.  Yeni nesil dizileme yöntemiyle birlikte DNA, RNA, Piwi RNA ve mikro RNA gibi moleküller hakkında çok hızlı bir şekilde ve çok düşük maliyetle veri elde edilebilmektedir.

NGS yöntemi sayesinde tüm embriyoların kısa süre içerisinde taranması tamamlanır. Bu hızın yanı sıra detaylı bir taramada sağlanmış olur ve gebelik öncesi, kromozoma bağlı olan problemler teşhis edilir. Tüp bebek tedavisi uygulandığında embriyolar rahme başarılı bir şekilde konulmasına rağmen sağlıklı bir gebelik süreci geçmemesinin en büyük sebebi embriyolara bağlı olan kromozomal bozukluklardır. Tüp bebek tedavisinde oluşan kromozom bozukluklarının tespit edilmesi için NGS yani yeni nesil dizileme yöntemi oldukça önemli bir role sahiptir.

Yeni nesil dizileme teknikleri yardımıyla embriyolardan kromozom yönünden sağlıklı olanları tespit edilerek rahme nakli gerçekleştirilmektedir. Bu sayede devamlı düşük yaşayan, 38 yaş üzerinde olan ve tüp bebek tedavisi uygulayan anne adayları yüksek gebelik başarısı ile gebe olma oranını artırıyor.

NGS Yöntemi

NGS (Next Generation Sequencing) yeni nesil dizileme yöntemi kromozom taramalarında tercih edilen oldukça başarılı ve kapsamlı bir tarama testi yöntemidir. Yeni nesil dizilime yöntemi ile beraber embriyolardaki kromozomlarda genetik olarak bir problem olup olmadığının teşhisi konulur. NGS yaptıranlar bu test ile toplamda 24 kromozomun tamamını taratmış olur. Tüp bebek tedavisinde rahme olacak embriyo transferi öncesinde genetik problemler tespit edilerek sağlıklı embriyolar anne adayının rahmine transfer edilir. Bu sayede anne adayının gebe kalma şansı bir hayli artmaktadır. Yeni nesil tarama testi uygulanabilecek kişiler şu şekildedir:

• 38 yaşında veya 38 yaşından büyük olan anne adayları
• Tüp bebek tedavi yöntemiyle tekrar eden başarısızlık yaşayanlar
• Gebelik kaybı ve düşme yaşayan anne adayları
• Ağır erkek faktörleri
• Kişilerin karyotiplerinde görülen değişimler

NGS yöntemi eşler yardımıyla elde edilen yumurta ve spermlerin döllenmesiyle birlikte ortaya çıkan embriyolara uygulanır. Tarama testi sonucunda kromozomdaki değişimler tespit edilir. Testler sonucunda doğru önlem ile gebelik şansı bir hayli yükselmektedir.

Yeni Nesil Dizileme Teknikleri Kullanım Alanları

Yeni nesil dizileme teknikleri birden fazla olacak şekilde kullanım alanına sahiptir. Bu kullanım alanları sıralanacak:

1. Metagenomik: Metagenomik çalışma ile birlikte kendi doğal ortamlarında gelişen bakteriler hakkında bilgiler edinilmektedir. Tüm mikrobiyolojik genomlar rastgele dizilir ve bu dizilim ile beraberinde mikrobiyolojik çeşitlilikler meydana gelir. Çeşitli yerlerde dizilen genomların hangi ölçüde ortamda bulunduğu hakkında bilgi alınır. Bunun yanı sıra maden yatakları, deniz suları veya atık sularda bulunan kaynağı tespit edilememiş enfeksiyonların teşhis edilmesinde de kullanılmaktadır.
2. Bitkiler ve Tarımsal Biyoteknoloji: Yeni nesil dizileme yöntemi bitki çalışmalarında da oldukça tercih edilen bir yöntemdir. Bitki genomunun büyük ve kompleks bir yapıda olması itibariyle bitki genomu için kullanılan dizileme metotları bir hayli pahalıdır. Yeni nesil dizileme yöntemi daha yüksek doğruluk oranı, hızlı sonuç ve düşük maliyetli olduğundan dolayı bitki genomlarının çalışmalarında oldukça kullanışlı bir yöntemdir.
3. Atasal DNA: Yeni nesil dizileme teknikleri sayesinde kemik, saç veya fosil parçaları gibi korunan maddelerin DNA’sına ulaşılabilmektedir. Yeni nesil dizileme tekniği kullanılarak atasal DNA’lar yabancı maddelerin etkisiyle oluşan saflık kaybı ayırt edilebilir.
4. Küçük RNA’lar: MikroRNA’lar, Piwi RNA’lar ve endojen RNA’lar küçük RNA grubunu oluşturmaktadır. Küçük RNA’lar alanın yardımıyla beraber bakteri genetiğinde herhangi bir klonlama (kopyalama) yapılmadan miktar belirleyebilir, tanımlanamayan küçük RNA’ların tespit edilmesini sağlayabilir ve farklı gen ifadesinin kimliğini başarılı bir şekilde çıkartılabilir.
5. Metilasyon Analizi: Gelişimsel süreç boyunca gen aktivasyonunun epigenetik düzenlenmesi oldukça önemli bir detaya sahiptir. Uzmanların yaptığı araştırmalar sonucunda, DNA metilasyonunda meydana gelen mutasyonlar sebebiyle Alzheimer, kanser ve şizofreni gibi hastalıklar oluştuğu anlaşılmıştır. Yeni nesil dizileme teknolojisiyle bu hastalıkların bağlantısını ortadan kaldırabilmek için kapsamlı bilgi sağlamak mümkündür. Yeni nesil dizileme teknoloji hem hızlı bir şekilde hem de yüksek başarı oranıyla dizileme yapmaktadır.

Yeni Nesil Dizileme Nasıl Yapılır?

NGS, DNA’yı oluşturan nükleotidlerin nasıl dizildiklerini belirlemekle yükümlüdür. DNA’yı oluşturan toplamda 4 adet nükleotid vardır. Bu nükleotidler:

• Adenin (A)
• Guanin (G)
• Sitozin (C)
• Timin (T)

Yeni nesil dizileme yöntemiyle önceden kullanılan diğer genetik dizileme teknikleri arasında farklılıklar vardır. En öne çıkan farklılıkları daha kapsamlı ve hızlı sonuca ulaşmasıdır. Kapsamlı bir tarama testi olmasının yanı sıra barkod yöntemi kullanarak DNA parçalarını kolay bir şekilde takip edebilen bir sistemdir. DNA parçalarını kolay takip etmesinden dolayı onlarca örneği paralel olarak diziler ve daha düşük maliyetlerle, daha hızlı sonuç vermesini sağlar. Yeni nesil dizileme yöntemi şu sırayla uygulanmaktadır:

• Dizilimi sağlanacak DNA ilk olarak parçalara ayrılır ve bir veri oluşması sağlanır.
• Ayrılan bu parçaların uçlarına adaptör ve barkod dizileri eklenerek işleme devam edilir.
• Tek zincir halinde bulunan DNA parçalarına işaretli bazlar eklenerek adaptör dizilerinin yüzeyine tutturulur ve sentez işlemi gerçekleştirilir.
• Her bir yeni bazın eklenmesi ile beraber ortaya çıkan pH, iyon dengesinde oluşan değişim veya ışık sebebiyle hangi bazın değişik değişmediğini algılar ve eklenen bazları belirleyerek, hafızasına kayıt eder.
• Uygulamanın bitmesiyle beraber uzmanlar bilgisayar üzerinden kompleks biyoinformatik analizleri yapar. 
• Bu sırada aynı bölgede oluşan 10 adet ile 20 adet arası dizileme reaksiyonunun sonucu üst üste getirilerek nükleotid değişikliği var mı kontrol edilir.
• Bu sayede kromozom sayısında oluşan artma ve azalmalar tespit edilirken, mutasyon analizi de başarılı bir şekilde tespit edilebilir.