A Scalable Framework for Comprehensive Typing of Polymorphic Immune Genes from Long‐Read Data

生物 基因分型 计算生物学 基因 杂合子丢失 生殖系 单倍型 打字 遗传学 基因座(遗传学) 人类白细胞抗原 聚类分析 等位基因 基因型 可扩展性 基因组 DNA测序 获得性免疫系统
作者
Shuai Wang,Xuedong Wang,Mengyao Wang,Qian Zhou,Daming Zhu,S. Li
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:: e21531-e21531
标识
DOI:10.1002/advs.202521531
摘要

Long-read sequencing promises to unravel the complexity of polymorphic immune genes including HLA, KIR, IG, and TCR, yet existing tools fall short in accuracy and scope. Here, we present SpecImmune, the first unified computational framework to simultaneously genotype these genes alongside the intricate CYP family from long-read data. Employing an iterative graph-based haplotype reconstruction algorithm, SpecImmune delivers precise diploid assemblies for each locus from diverse data types. Validated on 1019 samples from the 1kGP ONT cohort, 42 PacBio CLR and 9 PacBio HiFi samples from HGSVC, and 47 PacBio HiFi plus 37 ONT samples from HPRC, SpecImmune achieved 98% four-field HLA typing accuracy, surpassing HLA*LA by 11% and SpecHLA by 12%. It also delivers robust KIR and germline IG/TCR genotyping and supports multi-locus CYP allele detection, positioning it among the first integrated long-read solutions across immune gene families. Beyond superior performance, SpecImmune uncovers elevated germline IG/TCR heterozygosity in African populations ( p = 9.45 × 10 - 86 $p=9.45\times 10^{-86}$ ) and, through 1kGP analysis, suggests widespread cross-family co-evolution, clustering immune genes into two functionally distinct communities: the Integrated Immune-Metabolic Community and the Adaptive Presentation Community. Additionally, it enables allele-specific drug dosing recommendations and offers flexible customization for new loci, advancing immunology, precision medicine, and evolutionary genomics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
万能图书馆应助Morty采纳,获得10
刚刚
1秒前
皮卡丘完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
LULU发布了新的文献求助20
3秒前
123456发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
xwydx发布了新的文献求助10
4秒前
tang完成签到,获得积分20
4秒前
more发布了新的文献求助10
4秒前
小二郎应助TTTTT采纳,获得10
5秒前
8秒前
坦率笑天发布了新的文献求助10
8秒前
王宇航发布了新的文献求助10
9秒前
xx完成签到,获得积分20
9秒前
sakura发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
0514gr完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
大个应助研友_惊鸿采纳,获得10
12秒前
科目三应助千乘采纳,获得10
13秒前
科研小白完成签到,获得积分10
13秒前
黑白发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
tlx发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
咸蛋黄蘸酱完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
xujia完成签到,获得积分10
17秒前
zikw完成签到 ,获得积分10
17秒前
冰雪发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
Morty发布了新的文献求助10
19秒前
小黄人嘎嘎臭完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
12138应助xx采纳,获得50
21秒前
栗子砸发布了新的文献求助10
21秒前
于向沉完成签到 ,获得积分10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
2016 Venous Blood Study (VBS) (Final V3.0) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
The Great Hymn to Šamaš 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7699525
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9258946
关于积分的说明 20017069
捐赠科研通 7274760
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3293549
关于科研通互助平台的介绍 2448966
邀请新用户注册赠送积分活动 2299905