Detecção precisa de variantes genômicas em células únicas com amplificação dirigida pelo modelo primário

Melhorias na amplificação do genoma completo (WGA) permitiriam novos tipos de pesquisa biomédica básica e aplicada, incluindo estudos de diversidade genética intratecidual que requerem genotipagem de célula única mais precisa. Aqui, apresentamos a amplificação dirigida pelo modelo primário (PTA), um método isotérmico de WGA que captura de forma reprodutível >95% dos genomas de células únicas de maneira mais uniforme e precisa do que abordagens existentes, resultando em sensibilidade e precisão significativamente melhoradas na chamada de variantes. Para ilustrar os tipos de estudos possibilitados pelo PTA, desenvolvemos a medição direta da mutagenicidade ambiental (DMEM), uma ferramenta para mapear interações de mutágenos em todo o genoma com células humanas vivas individuais em resolução de pares de bases. Além disso, utilizamos o PTA para detecção de variantes indel off-target e estruturais em todo o genoma em células que passaram por edição genômica mediada por CRISPR, estabelecendo a viabilidade para avaliações de célula única em biópsias de tecidos editados. A precisão e exatidão aprimoradas da detecção de variantes com PTA superam as limitações atuais da WGA precisa, que é o principal obstáculo para estudar diversidade genética e evolução na resolução celular.