SNP分析原理方法及其应用

SNP分析原理方法及其应用卢大儒复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室分析原理方法及其应用卢大儒复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室遗传分析内容n基因组: 染色体水平 DNA水平基因突变重复甲基化基因组不稳定多态性: SNP 遗传分析内容重复, 缺失, 倒位,重排基因组不稳定 SNP STR, CNVSNPs（single nucleotide polymorphisms) n概念：指在基因组水平由 DNA序列多态性。它是人类可遗传的变异中种，占所有已知多态性的90 n SNP在人类基因组中广泛存在中即有1个，人类30亿碱基中大约有n人类一般为二等位基因（Biallelic 种不同类型，包括一种转换换CA（GT）、CG（ single nucleotide polymorphisms) 指在基因组水平由单个核苷酸的变异所引起的它是人类可遗传的变异中最常见的一 90%以上。在人类基因组中广泛存在，平均每500­1000个碱基对亿碱基中大约有1000万个SNPs。 Biallelic）。二等位基因有四包括一种转换CT （GA）和三种颠（GC）、TA（AT）。... ...C C C C A A T T G A C... T T G A C... ... ...C C C CA AT T G A C... T T G A C... … …G G G G T TA A C T G... A A C T G... … …G G G G T TA A C T G... A A C T G... ... ...C C C C A A T T G A C... T T G A C... ... ...C C C C G G T T G A C... T T G A C... … …G G G G T TA A C T G... A A C T G... … …G G G G C CA A C T G... A A C T G... ... ...C C C C G G T T G A C... T T G A C... ... ...C C C C G G T T G A C... T T G A C... … …G G G G C CA A C T G... A A C T G... … …G G G G C CA A C T G... A A C T G... T T G A C... T T G A C... T T G A C... T T G A C... A A C T G... A A C T G... A A C T G... A A C T G... T T G A C... T T G A C... T T G A C... T T G A C... A A C T G... A A C T G... A A C T G... A A C T G... T T G A C... T T G A C... T T G A C... T T G A C... A A C T G... A A C T G... A A C T G... A A C T G... wt/w t wt/m m/m突变（Gene Mutation) nn0.1% 0.1% n生殖细胞或体细胞 DNA序列上单个碱基对的置换、插入或缺失而引起可以遗传的基因结构的变化单核苷酸多态（SNP）n1­50% n生殖细胞插入或缺失而引起可以遗传的基因结构的变化SNPs的研究意义1. SNPs作为第三代遗传标记遗传性、可检测性位、克隆和鉴定。传统研究策略（表征逆向遗传学（表型基因定位：从400个连锁分析基因诊断的研究意义遗传标记（已知性、可可检测性）,用于疾病基因的定。___路标的作用表征、蛋白、基因）表型、基因、蛋白）个STR到500KSNP芯片连锁分析基因诊断研究SNPs本身对机体的影响生理特征、病理外界环境条件下的千差万别个体识别，疾病易感能力;性格;喜好药物治疗;环境适应生物进化，民族区分2.基因多态性与性状表型研究本身对机体的影响病理外界环境条件下的千差万别疾病易感;环境适应民族区分基因多态性与性状表型研究SNP的特征n 1 单核苷酸变异; n 2 常见 2 等位基因变化n 3 很稳定, 回复突变极低n 4 普遍存在, 分布广泛n 5 存在SNP高变区域和热点n 6 功能相关, 温和变n 7  SNP连锁单倍型, 等位基因变化; 回复突变极低; 分布广泛, 均匀高变区域和热点温和变; 联合作用 , 标签SNP(HGP 能基因组研究将为疾病的预防 2002年人类基因组计划 (HGP草图绘制已经成功，功能基因组研究将为疾病的预防，诊断和治疗奠定基础。n HapMap计划通过对亚、全基因组中基因组序列上常见的多态位点进行筛查和分析，构建出整合了人类遗传多态信息的“单体型图”，将为疾病易感性性和人类进化研究提供最基本的信息与分析工具 HGP让我们有了认识人类的参考图n HapMap 是我们区别彼此差异的参考图 SNP数量剧增, 150­300 SNP­ CNV 从HGP 到HapMap 、非、欧裔共269个个体全基因组中基因组序列上常见的多态位点（SNP）构建出整合了人类遗传多态信将为疾病易感性、药物敏感性和人类进化研究提供最基本的信息与分析工具。让我们有了认识人类的参考图. 是我们区别彼此差异的参考图; 300­600­1000万;如何筛查和检索 SNP的筛查: 人群的基因组测序 SNP检索与选择: 数据库检索; 根据目标选择如何筛查和检索SNP? 人群的基因组测序 24­50­100人拥有自己的基因组图谱n随着高通量SNP检测技术和展，拥有个人基因组图谱不是梦 1 全基因组测序全基因组 30亿­1万­1000  USD 2 ＳＮＰ芯片 Affymetrix;  Illumina 1000  USD 如何解读是今后长时期问题拥有自己的基因组图谱检测技术和DNA测序技术的发拥有个人基因组图谱不是梦！全基因组测序全基因组 1000  USD Affymetrix;  Illumina 如何解读是今后长时期问题SNPs related databases 1.  (NIEHS SNPs Program) 2. =264728&C FTOKEN=86045010 (SNP500Cancer) 3. （HapMap project 4.  ( Biotechnology Information) 5. ­tokyo.ac.jp/index.html (SNPs database from Japan) 6.  .shtml …… SNPs related databases  (NIEHS SNPs Program) =264728&C FTOKEN=86045010 (SNP500Cancer) HapMap project)  (National Center for tokyo.ac.jp/index.html (SNPs database from 基因组多态性基因组多态性数据库数据库(SNPs)(SNPs)人类单倍型图谱计划人类单倍型图谱计划((HapMap HapMap • reference samples Nigeria 30 sets of trios( Japan 45 unrelated individuals China 45 unrelated individuals U.S. 30 sets of trios • SNPs: computational candidates where both alleles were seen in multiple chromosomes • genotypes: high platforms; fast public data release HapMap HapMap)) reference samples: 4 world populations 30 sets of trios(30 both­parent­and­adult­ child trios ) 45 unrelated individuals 45 unrelated individuals 30 sets of trios computational candidates where both alleles were seen in multiple chromosomes high­accuracy assays from various platforms; fast public data release  selection for Disease n Approximately 10 million common variants exist in genome n Testing all for association is impractical today n Can the list be reduced with loss of power? p SNPs in Coding (Amino Acid Changes) p SNPs in other functional regions, i.e. regulatory elements p tagSNPs SNP selection for Disease­gene Association Studies Approximately 10 million common variants exist Testing all for association is impractical today Can the list be reduced with loss of power? SNPs in Coding (Amino Acid Changes) SNPs in other functional regions, i.e. regulatorypAlleles of SNPs that are close together tend to be inherited together. pA set of associated SNP alleles in a region of a chromosome is called a haplotype. pMost chromosome regions have only a few common haplotypes (each with a frequency of at least 5%), which account for most of the variation from person to person in a population. pA chromosome region may contain many SNPs, but only a few tag SNPs can provide most of the information on the pattern of