YESLAB_SNP_基因分型芯片

上海仪方生物技术有限公司上海仪方生物技术有限公司ShanghaiYeslabBiotechnologyCo.,Ltd.JULY,2011SNPGenotypingArraySNPGenotypingArray上海仪方生物技术有限公司zBasic Concept and BackgroundzAffymetrixassayzBeadarrayTechnologyzInfiniumand GoldenGateassayzPublication and ApplingOutline上海仪方生物技术有限公司•22chromosomes•manypossiblegenes•~30,000-50,000genes•~8,000,000SNPsHowcanwefinddiseasegenes?ThehumangenomeThehumangenome上海仪方生物技术有限公司WhatisSNPs上海仪方生物技术有限公司SNPs的一些定义•从等位基因个数上分–二态SNP–多态SNP•从基因功能角度分–编码区SNP（cSNP）•同义(synonymous)SNP•非同义(non-synonymous)SNP–非编码区SNP•SingleNucleotidePolymorphisms(SNPs)是指在基因组上单个核苷酸的变异,包括置换、颠换、缺失和插入。•最为常见的类型:GAandCT(转换transition)，每种类型大概占总SNP数量的30％左右，其余四种类型(颠换transversion)，每种大约占总数量的10%左右。SNP的分类上海仪方生物技术有限公司Haplotype&HaplotypeBlock•Haplotype–单倍型，单体型–一条染色体相近的多态性位点的组合•单倍型推定–通常的实验无法检测单倍型，只能检测基因型–单倍型要通过群体基因型数据来推测•HaplotypeBlock单倍域–单倍域是一种对SNPs组织结构的简化理解–若干个相邻SNPs组成的具有高LD染色体区段上海仪方生物技术有限公司TagSNPs•TagSNPs–标签SNPs–一两个即可鉴定单倍域中的主要单倍型–等价于有损信息压缩功能–信息损失程度可以用r2来度量•TagSNPs的寻找–HapBlock的穷举法–基于R2阈值的贪婪算法上海仪方生物技术有限公司10millionSNPs0.3–0.6milliontagSNPsGenotypes:SNP1SNP3SNP6A/T1G/A2G/C3T/C4G/C5A/C6highr2highr2highr2AATTGCCGGCCGTCCCACCCGGCCCCGGTTCCCCCCGGAAGGGGAAAAAfterCarlsonetal.(2004)AJHG74:106Sohere’sjustanillustrationoftaggingbasedonpairwiser2.6SNPswith3groupsofSNPsthathavehighr2.Thismeanswecanpickonly3tagswithoutlosinganyinformation.Thesetagsarealsothetestsintheassociationanalysis.上海仪方生物技术有限公司HapMap•HapMap–国际人类基因组单体型图计划（简称HapMap计划）是由加拿大、中国、日本、尼日利亚、英国和美国共同资助和合作进行的项目，旨在建立一个将帮助研究者发现人类疾病及其对药物反应的相关基因的公众资源–核心战略是通过对大量的SNPs分型，挑选适合疾病相关研究使用的TagSNPs–目前已经可以初步使用，密度还在不断提高上海仪方生物技术有限公司WhatisLD?•LD–LinkageDisequilibrium–连锁不平衡–SNPs间的不独立现象，只有少数几种组合•LD的度量方式–D=PAB-PAPB–D’=D/Dmax–r2=D2/PAPaPBPb上海仪方生物技术有限公司文献中(DevlinandRisch;1995)最常使用两loci间等位基因的关系系数r2(其数值介于0～1)或标准化的连锁不平衡参数(其数值介于-1～1)这两种参数来估算LD值。这两种LD值的估算方式如下：D′()()()22-1-1-ABABAABBPPPrPPPP=()()',-,0min,,0min,ABABABabABAabBDPPPDifDPPPPDDifDPPPP=⎧⎪××⎪=⎨⎪⎪××⎩(1)(2)LD值上海仪方生物技术有限公司2X2列联表检验•P-value–使用卡方检验，检验两个（或多个）样本率或构成比之间差别是否有统计学意义，从而推断两个（或多个）总体率或构成比之间是否有统计学意义。若P0.05，拒绝无效假设H0，做出总体上差异有显著性意义的结论–使用FishExactTest•OddsRatio上海仪方生物技术有限公司2X2列联表检验•2X2列联表检验–检验主体是两个等位基因–用于判断两个等位基因在病人和对照组中的频率分布有没有显著性差异上海仪方生物技术有限公司SNP的作用•SNPsingenes–Incodingregions(possibleproteinstructurechanges)–⎯Synonymoussubstitutions(同义)–⎯Missensesubstitutions(错义)–⎯Nonsensesubstitutions(终止)–Incodingandnon-codingregions–⎯Changeofgeneexpression(bydiversebindingvariousfactors)–Yield–Timing–Alternativesplicing•SNPsinregulatoryregions–Changeofgeneexpression•SNPsinnon-regulatoryintergenicregions–Canbeusedasgeneticmarkers上海仪方生物技术有限公司SNP'sforidentifyingdiseaserelatedgenes•SNP&Geneticsidentifygenerelatedwitheconomictraits•SNP&DiseaseSusceptibility·identifygenesthatcontributetodisease•SNP&Pharmacy--Pharmacogenetics·identifygenetargetsfordevelopmentofnewtherapeuticprinciples·identifygenesthatmaypredictoutcomefromtherapy上海仪方生物技术有限公司GeneticAssociationDSL:diseasesusceptibilitylocusDiseasePhenotypeTestforgeneticassociationbetweenthephenotypeandtheDSLMarkerLD/correlationTestforassociationbetweenphenotypeandmarkerlocus上海仪方生物技术有限公司Genome-wideassociationstudyDefinition:Associationanalysisperformedwithapanelofpolymorphicmarkersadequatelyspacedtocapturemostofthelinkagedisequilibriuminformationintheentiregenomeinthestudypopulation.Usually:100,000SNPsandmoreHumanGenomeDiseasePhenotype?=Testforassociation上海仪方生物技术有限公司Whatarethestatisticalrequirementsforasuccessfulgenome-wideassociationstudy?••SufficientsamplesizesSufficientsamplesizes••LDcoverageLDcoverage••GenotypingqualityGenotypingquality••DesignofgenomeDesignofgenome--wideassociationstudies/wideassociationstudies/HandlingofthemultipletestingproblemHandlingofthemultipletestingproblem上海仪方生物技术有限公司zBasic Concept and BackgroundzAffymetrixassayzInfiniumand GoldenGateassayzBeadarrayTechnologyzPublication and ApplingAffymetrixassay上海仪方生物技术有限公司AffymetrixSNP上海仪方生物技术有限公司250ngGenomicDNANspNspREDigestionAdaptorLigationNspFragmentationandLabelingPCR:OnePrimerAmplificationComplexityReductionHyb&ScanWorkflow上海仪方生物技术有限公司zBasic Concept and BackgroundzAffymetrixassayzBeadarrayTechnologyzInfiniumand GoldenGateassayzPublication and ApplingBeadarrayTechnology上海仪方生物技术有限公司超过1,800,000个遗传变异标志物，包括超过906,600个SNP和超过946,000个用于检测拷贝数变化的探针。具体参数如下：超过906,600个SNP，包括：Unbiasedselectionof482,000SNPs;historicalSNPsfromtheSNPArray5.0Selectionofadditional424,000SNPsTagSNPsSNPsfromchromosomesXandYMitochondrialSNPsNewSNPsaddedtothedbSNPdatabaseSNPsinrecombinationhotspotsAffymetrixGenome-WideSNPArray6.0上海仪方生物技术有限公司单一芯片上可检测超过500,000个人类SNP。此外，还可检测420,000个非SNP的基因变异(如copynumbervariation)；500KSNPprobes+420Knonpolymorphicprobes；将原先的HumanMapping500KArraySet结合为单一芯片；所需样本少(500ng)，SNP判读率高(highcallrate)；相比原先的HumanMapping500KArraySet，可检测的基因差异范围更广。AffymetrixGenome-WideSNPArray5.0上海仪方生物技术有限公司makingsenseoutoflifezInfiniumzGlodenGateGenotypingCoreTechnology上海仪方生物技术有限公司BeadArray:Microwellfabrication上海仪方生物技术有限公司InfiniumIDesignOverviewAllele-SpecificPrimerExtensionEnzymaticassayperformedonarraysurface.Two~50-merpro