Het bepalen van de volgorde van DNA-bouwstenen (nucleotiden) in de genetische code van een individu, DNA-sequencing genaamd, heeft de studie van de genetica bevorderd en is een techniek die wordt gebruikt om te testen op genetische aandoeningen. Twee methoden, whole exome sequencing en whole genome sequencing, worden steeds meer gebruikt in de gezondheidszorg en onderzoek om genetische variaties te identificeren; beide methoden zijn gebaseerd op nieuwe technologieën die een snelle sequencing van grote hoeveelheden DNA mogelijk maken. Deze benaderingen staan bekend als next-generation sequencing (of next-gen sequencing).
De oorspronkelijke sequencingtechnologie, Sanger-sequencing genoemd (genoemd naar de wetenschapper die het heeft ontwikkeld, Frederick Sanger), was een doorbraak die wetenschappers heeft geholpen de menselijke genetische code te bepalen, maar het is tijdrovend en duur. De Sanger-methode is geautomatiseerd om ze sneller te maken en wordt vandaag nog steeds in laboratoria gebruikt om korte stukjes DNA te sequencen, maar het zou jaren duren om het volledige DNA van een persoon te sequencen (gekend als het genoom van de persoon). Next-generation sequencing heeft het proces versneld (het duurt slechts dagen tot weken om een menselijk genoom te sequencen), terwijl de kosten zijn gedaald.
Met next-generation sequencing is het nu haalbaar om grote hoeveelheden DNA te sequencen, bijvoorbeeld alle stukjes van iemands DNA die instructies geven voor het maken van eiwitten. Deze stukjes, exonen genaamd, maken naar schatting 1 procent uit van het genoom van een persoon. Alle exonen in een genoom samen staan bekend als het exoom, en de methode om ze te sequencen staat bekend als whole exome sequencing. Met deze methode kunnen variaties in de eiwitcoderende regio van elk gen worden geïdentificeerd, in plaats van in slechts een select aantal genen. Omdat de meeste bekende mutaties die ziekte veroorzaken in exonen voorkomen, wordt whole exome sequencing beschouwd als een efficiënte methode om mogelijke ziekte-veroorzakende mutaties te identificeren.
Onderzoekers hebben echter ontdekt dat DNA-variaties buiten de exonen de genactiviteit en eiwitproductie kunnen beïnvloeden en tot genetische aandoeningen kunnen leiden – variaties die whole exome sequencing zou missen. Een andere methode, genaamd whole genome sequencing, bepaalt de volgorde van alle nucleotiden in het DNA van een individu en kan variaties in elk deel van het genoom bepalen.
Hoewel veel meer genetische veranderingen kunnen worden geïdentificeerd met whole exome en whole genome sequencing dan met select gen sequencing, is de betekenis van veel van deze informatie onbekend. Omdat niet alle genetische veranderingen de gezondheid beïnvloeden, is het moeilijk om te weten of geïdentificeerde varianten betrokken zijn bij de aandoening van belang. Soms is een geïdentificeerde variant geassocieerd met een andere genetische aandoening die nog niet is gediagnosticeerd (dit worden incidentele of secundaire bevindingen genoemd).
Naast het gebruik in de kliniek zijn whole exome en whole genome sequencing waardevolle methoden voor onderzoekers. Voortdurende bestudering van exoom- en genoomsequenties kan helpen bepalen of nieuwe genetische variaties geassocieerd zijn met gezondheidsaandoeningen, wat de diagnose van ziekten in de toekomst ten goede zal komen.