SNP分析原理方法及其应用

SNP和突变部分筛选和检测方法 SNP和突变部分筛选和检测方法 和突变部分筛选和检测方法 • Denaturing High Performance Liquid Chromatography (DHPLC) • Single ­Strand Conformation Polymorphism (SSCP) Single­ Strand Conformation Polymorphism (SSCP) • Restriction Endonuclease Fingerprinting (REF) • Dideoxy Fingerprinting (DDF) • Cleavase Fragment Length Polymorphism (CFLP™) • Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) • Heteroduplex Electrophoresis (HTX) Heteroduplex Gel Electrophoresis (HTX) • Chemical Cleavage of Mismatches (CCM) • Enzymatic Cleavage of Mismatches (ECM) • RNase Cleavage Assay (NIRCA™) RNase Cleavage Assay (NIRCA™) • Direct Sequencing • Chip Technology • Real­time PCR • Mass Spectrometer
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如何筛查和检索SNP? 如何筛查和检索
SNP的筛查: 人群的基因组测序 24­50­100人 SNP检索与选择: 数据库检索; 根据目标选择
拥有自己的基因组图谱
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随着高通量SNP检测技术和 检测技术和DNA测序技术的发 展，拥有个人基因组图谱不是梦 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 1000 USD 2 ＳＮＰ芯片 Affymetrix; Illumina 1000 USD
http://www.hapmap.org
SNP selection for Disease­gene Association Studies SNP selection for Disease
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?
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SNPs in Coding (Amino Acid Changes) p SNPs in other functional regions, i.e. regulatory SNPs in other functional regions, i.e. regulatory elements p tagSNPs
Haplotype 1 Haplotype 2 Haplotype 3 . The two SNPs in color are sufficient to identify (tag) each of the three haplotyes. For example, if a chromosome has alleles A and T at these two tag SNPs, then it has the first haplotype.
SNPs检测方法
1.理想的检测SNPs的方法 的方法
——发现未知的SNPs，或 或检测已知的SNPs
(1) 灵敏度和准确度的要求 (2) 快速、简便、高通量 高通量、自动化 (3) 费用低廉
动脑筋的技术活，有意思 有意思，有趣，形式万变; 掌握基本原理,本质不离其中 本质不离其中
SNP分析原理方法及其应用 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
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基因组: 染色体水平 DNA水平 基因突变 重复 重复, 缺失, 倒位,重排 甲基化 基因组不稳定 基因组不稳定 多态性: SNP STR, CNV
SNPs（single nucleotide polymorphisms) single nucleotide polymorphisms)
wt/w t wt/m
m/m
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 插入或缺失而引起可以遗传的基因结构的变化
突变（Gene Mutation)
单核苷酸多态（SNP）
n<0.1% n<0.1% n生殖细胞或体细胞
n1­50% n生殖细胞
SNPs的研究意义
child trios )
45 unrelated individuals 45 unrelated individuals 30 sets of trios
• SNPs: computational candidates computational candidates where both alleles were seen in multiple chromosomes • genotypes: high high­accuracy assays from various platforms; fast public data release
1.
基因组多态性 数据库(SNPs) 数据库(SNPs)
人类单倍型图谱计划(HapMap 人类单倍型图谱计划(HapMap HapMap) )
• reference samples reference samples: 4 world populations
Nigeria Japan China U.S. 30 sets of trios(30 both­parent­and­adult­ 30 sets of trios(
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2002年人类基因组计划 (HGP草图绘制已经成功，功 (HGP 能基因组研究将为疾病的预 防，诊断和治疗奠定基础。 防
从HGP 到HapMap
HapMap计划通过对亚、 、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） 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 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 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。 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 让我们有了认识人类的参考图. HapMap 是我们区别彼此差异的参考图 是我们区别彼此差异的参考图; SNP数量剧增, 150­300 300­600­1000万; SNP­ CNV
p
TagSNPs
pAlleles 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
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概 念 ： 指 在 基因 组 水平 由 单个 核 苷酸 的 变异 所引起 的 由 DNA序列多态性。它是人类可遗传的变异中 它是人类可遗传的变异中最常见的一 种，占所有已知多态性的90 90%以上。 SNP在人类基因组中广泛存在 在人类基因组中广泛存在，平均每500­1000个碱基对 中即有1个，人类30亿碱基中大约有 亿碱基中大约有1000万个SNPs。
如何解读是今后长时期问题
SNPs related databases
http://egp.gs.washington.edu/ (NIEHS SNPs Program) 2. http://snp500cancer.nci.nih.gov/home_1.cfm?CFID=264728&C FTOKEN=86045010 (SNP500Cancer) 3. http://www.hapmap.org/（HapMap project HapMap project) 4. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP ( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP (National Center for Biotechnology Information) 5. http://snp.ims.u­tokyo.ac.jp/index.html (SNPs database from tokyo.ac.jp/index.html (SNPs database from Japan) 6. http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/faq/snps http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/faq/snps .shtml ……
"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 genetic variation in the region.
1. SNPs作为第三代遗传标记 遗传标记（已知性、可 遗传性、可检测性 可检测性）,用于疾病基因的定 位、克隆和鉴定。 。___ 路标的作用 传统研究策略（表征 表征、蛋白、基因） 逆向遗传学 （表型 表型、基因、蛋白） 基因定位：从400个 个STR到500KSNP芯片 连锁分析基因诊断
2.基因多态性与性状表型பைடு நூலகம்究 基因多态性与性状表型研究
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人类一般为二等位基因（Biallelic Biallelic）。二等位基因有四 种不同类型，包括一种转换 包括一种转换C>T （G>A）和三种颠 换C>A （G>T）、C>G（ （G>C）、T>A（A>T）。
...C C A T T G A C... ... C C A T T G A C... …G G T A A C T G... … G G T ...C C A T T G A C... ... C C A …G G T A A C T G... … G G T ...C C A T T G A C... ... C C A T T G A C... …G G T A A C T G... … G G T ...C C G T T G A C... ... C C G T T G A C... …G G C A A C T G... … G G C ...C C G T T G A C... ... C C G T T G A C... …G G C A A C T G... … G G C ...C C G T T G A C... ... C C G T T G A C... …G G C A A C T G... … G G C
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 病理外界环境条件下的千差万别 个体识别，疾病易感; 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 民族区分
SNP的特征
1 单核苷酸变异; n 2 常见 2 等位基因变化 等位基因变化; n 3 很稳定, 回复突变极低 回复突变极低; n 4 普遍存在, 分布广泛 分布广泛, 均匀 n 5 存在SNP高变区域和热点 高变区域和热点 n 6 功能相关, 温和变 温和变; 联合作用 n 7 SNP连锁单倍型, , 标签SNP