1 / 65

Selección de SNPs en xenética médica

Selección de SNPs en xenética médica. Javier Costas Hospital Clínico Universitario. O Proxecto Xenoma Humano. Orixe nos 80 Unha visión global dos xenomas podería acelerar significativamente a investigación biomédica

connie
Download Presentation

Selección de SNPs en xenética médica

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Selección de SNPs en xenética médica Javier Costas Hospital Clínico Universitario

  2. O Proxecto Xenoma Humano • Orixe nos 80 • Unha visión global dos xenomas podería acelerar significativamente a investigación biomédica • A dimensión do proxecto exixiría un esforzo comunitario de grande envergadura

  3. O Proxecto Xenoma Humano • Grande desenvolvemento tecnolóxico • Primeiro borrador da secuencia do xenoma humano: febreiro 2001

  4. O Proxecto Xenoma Humano Principais logros iniciais • 3 x 109 bp • Identificación de 30000-40000 xenes (~22500 xenes) • Identificación de marcadores moleculares, microsatélites e SNPs (>1’4 millones) • Mapa físico do xenoma

  5. Marcadores moleculares • Microsatélites (Simple tandem repeats, STRs) • Repeticións de secuencias cortas ACTTCGT CGT CGT CGT CGTCAAT • Moi variables • SNPs (Single nucleotide polymorphisms) • Cambios dun único nucleótido (frecuencia > 1%) AAGTTACG AAGATACG • Moi abundantes (1 SNP/300 bp) • Doados de analizar a grande escala

  6. Haplotipos Xenotipo AA(CTT)5,7ACT...CGC(C/T)CAA...CAC(A/T)TG... Cromosoma 1 AA(CTT)7ACT...CGCTCAA...CACTTG... Cromosoma 2 AA(CTT)5ACT...CGCCCAA...CACATG... Haplotipo 1 (CTT)7TT Haplotipo 2 (CTT)5CA

  7. Enfermedades mendelianas • Debidas a mutacións nun único xene • Pouco frecuentes • Ex: Distrofia muscular de Duchenne, -talasemia, hemofilia, fenilcetonuria, fibose cística...

  8. Human Gene Mutation Database • 45875 mutacións en 1800xenes asociados con enfermedades • 1745 descripcións fenotípicas con base molecular coñecida

  9. Mapeo xenético de enfermedades mendelianas • Cosegregación de marcador e enfermedade: ligamento en familias Haravuori et al. Am. J. Hum. Genet., 62:620-626, 1998

  10. Factores xenéticos de risco Factores ambientais de risco Factores xenéticos de protección Factores ambientais de protección Enfermedades multifactoriais complexas Alto risco de enfermedade Baixo risco de enfermedade • Interaccións xene-xene e xene-ambiente

  11. Múltiples xenes e/ou ambiente Comúns Estudos de asociación en poboacións Exemplos: asma, artrite, cancro, hipertensión, trastorno bipolar... Único xene Raras Estudos de ligamento en familias Exemplo: distrofia muscular (DMD), hemofilia, fibrose cística... Enfermedades Mendelianas vs enfermedades complexas

  12. Estudos de asociación • Diferencia significativa en distribución de SNPs en casos e controles • Muestreo mais simple que métodos baseados en familias • Mais potencia que estudos de ligamento en familias no caso de riscos relativos pequenos

  13. Asociación frente a ligamento Estudos de ligamento en familias Magnitude do efecto Estudos de asociación en poboacións Frecuencia na poboación

  14. Estudos de asociación Hipótese enfermedade común/variante común O risco xenético a padecer enfermedades comúns é xeralmente debido a alelos de predisposición que segregan a frecuencias relativamente elevadas na poboación (Lander, Science 1996) Ex: ApoE4 e Alzheimer: Frec: ~15%, OR: 3’3, GRR-homoz:12

  15. Selección de SNPs • Localización (xenes candidato) • Validación • Frecuencia • Secuencia • Tipo de SNP (método de asociación) • dbSNP (NCBI)http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/

  16. dbSNP

  17. Selección de SNPs • Localización (xenes candidato) • Validación • Frecuencia • Secuencia • Tipo de SNP (método de asociación)

  18. Selección xenes candidato • Xenes candidato funcionais (función, expresión, interaccións) • Xenes candidato posicionais (ligamento)

  19. Base bibliográfica: • > 4800 revistas biomédicas • > 15 millones de referencias

  20. Vocabulario común para a descripción estructural de funcións protéicas en diferentes organismos  organismos modelo • Actualmente, más de 16000 termos que describen función molecular, proceso biolóxico, localización celular http://www.geneontology.org/ Gene Ontology

  21. Ex.1: enfermedades autoinmunes, artrite reumatoide Artritis reumatoide

  22. Ex.2: farmacoxenética Farmacogenética

  23. Rutas metabólicas 100 rutas 300 rutas • Listado de vías metabólicas • Búsqueda por xene, enzima, composto o combinación de 2

  24. Ruta de sinalización de NF-kB

  25. Selección de SNPs • Localización (xenes candidato) • Validación • Frecuencia • Secuencia • Tipo de SNP (método de asociación)

  26. dbSNP • Validación

  27. dbSNP

  28. Selección de SNPs • Localización (xenes candidato) • Validación • Frecuencia • Secuencia • Tipo de SNP (método de asociación)

  29. Distribución de frecuencias de SNPs Proporción de polimorfismos Frecuencia do alelo menor

  30. Efecto da frecuencia sobre a potencia dun estudo de asociación caso-control Risco relativo = 2

  31. Diferencias de frecuencias entre poboacións • Cambios nas frecuencias xénicas (resultado de mutación, deriva xenética, selección e migración) Hipótese “Out-of-Africa”

  32. Diferencias de frecuencias entre poboacións Colonización paleolítica Dispersión paleolítica post-glaciación Dispersión Neolítica

  33. Selección de SNPs • Localización (xenes candidato) • Validación • Frecuencia • Secuencia • Tipo de SNP (método de asociación)

  34. Secuencia en torno ao SNP • Depende do método de xenotipación (PCR) • Non repetitiva • SNPs secundarios

  35. Selección de SNPs • Localización (xenes candidato) • Validación • Frecuencia • Secuencia • Tipo de SNP (método de asociación)

  36. Estudos de asociación Método directo: SNPs funcionais (causais) T C Método indirecto: mapeo por desequilibrio de ligamento (LD) LD LD T C A A C T

  37. Selección de SNPs funcionais • SNPs codificantes non sinónimos ou sen senso • SNPs que afecten ao “splicing” • SNPs en posibles sitios de unión de factores de transcripción (TFBS) • SNPs en rexións conservadas

  38. SNPs codificantes non sinónimos ou sen senso Código xenético

  39. SNPs que afecten ao “splicing”

  40. SNPs en posibles sitios de unión de factores de transcripción Rexión promotora Sitios de unión de factores de transcripción (TFBS) • Secuencias curtas • Pouco específicas • Diferente afinidade e especificidade • Difíciles de predecir (non existe equivalente ao código xenético das rexións codificantes)

  41. SNPs en posibles sitios de unión de factores de transcripción

  42. SNPs en posibles sitios de unión de factores de transcripción Predicción de TFBS • Secuencias consenso: WAACCCTTT • Matrices de posicións ponderadas (Positional weight matrices)

  43. SNPs en posibles sitios de unión de factores de transcripción Identificación de TFBS mediante matrices de posicións ponderadas 1) Colección de TFBS coñecidos 2) Xeneración de matrices do aliñamento A 3 3 4 0 0 0 1 1 0 C 0 1 0 5 5 5 0 0 1 G 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T 2 1 1 0 0 0 4 4 4 3) Transformación a PWM baseado nas probabilidades a priori A 0.61 0.61 0.87 -1.79 -1.79 -1.79 -0.33 -0.33 -1.79 C -1.79 0.00 -1.79 1.47 1.47 1.47 -1.79 -1.79 0.00 G-1.79 -1.79 -1.79 -1.79 -1.79 -1.79 -1.79 -1.79 -1.79 T 0.25 -0.33 -0.33 -1.79 -1.79 -1.79 0.87 0.87 0.87 Frecuenciaij Pesoij~ ln Probabilidadei

  44. SNPs en rexións conservadas • Se as secuencias non son funcionais  acumulación de mutacións co tempo  diverxencia • Se son funcionais  selección eliminando mutacións  conservación de secuencias • Comparación humano-rato: 5% do xenoma conservado Ex: 1Mb cr11

  45. SNPs en rexións conservadas

  46. SNPs en rexións conservadas http://pipeline.lbl.gov/cgi-bin/vistatrack

  47. Obxectivo: identificación de tódalas secuencias funcionais do xenoma humano

  48. Rexións escollidas na fase inicial: 30Mb, 1% • 50% escollidas manualmente: - Xenes (o outros) ben coñecidos - Datos comparativos  14 rexións, 0,5-2Mb • 50% escollidas ao longo do xenoma en función da densidade xénica e conservación de rexións non-exónicas  30 rexións de 500 Kb

More Related