《拷贝数变异ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拷贝数变异ppt课件.ppt（27页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、1,拷贝数变异(copy number variation,CNV),2,Genome-wide association studies: potential next steps on a genetic journey.Mark I. McCarthy. Hum. Mol. Genet. 2008, 17(2): 156165. 基于SNP的GWAS只能解释疾病一小部分的遗传变异Extending genome-wide association studies to copy-number variation.McCarroll, S.A. Hum. Mol. Genet. 2008, 1
2、7(2):135-142.,更完善的GWAS 拷贝数变异CNV,3,提纲,CNV由来CNV相关概念CNV分类CNV数据库CNV遗传学特点CNV形成及影响机制CNV检测方法CNV & SNPCNV与疾病（肿瘤）CNV的局限,4,CNV由来遗传变异,染色体数目变异染色体结构变异SNPsDeletionsInsertionsVNTRs Microsatellite Minisatellite,5,CNV由来,2004年，Iafrate和Sebat各自所在的研究小组首次在人类基因组中描述了拷贝数变异的存在Iafrate A J, et al. Detection of large-scale Vari
3、ation in the human genome. Nat Genet, 2004.Sebat J, et al. Large-scale copy number polymorphism in the human genome. Science, 2004.2006 年，Redon等在HapMap计划的270名正常健康供者中鉴定到1447个CNV区域，它们覆盖了12%(300 Mb)的人类基因组，与基因组变异和疾病致病/易感基因位点相关这些结果提示，CNVs可能像SNPs一样影响着基因的表达、表型的变异和适应，可以作为一种重要的疾病易感标志。Redon R, et al. Global v
4、ariation in copy Number in the human genome. Nature, 2006.,6,CNV相关概念,CNV 与基因组参考序列相比，基因组中1kb的 DNA片段插入、缺失和/或扩增，及其互相组合衍生出的复杂变异CNVR (CNV region) 如果一段染色体区域包含若干个源于不同个体的拷贝数变异，我们可以将这段染色体区域称为拷贝数变异区域(CNVR)，也就是说，一个拷贝数变异区域就是一个有重叠部分的各个拷贝数变异的联合。,7,CNV分类,缺失扩增同一位点并发的缺失与扩增多等位基因位点复杂难以描述的位点,8,CNP (copy number polymorp
5、hisms),类似SNP,人群中等位基因频率1%的 CNVs 定义为基因组拷贝数多态，90%以上的 CNVs 属于这一类型.Common CNP 5%Rare CNV 1%,9,CNV & SNP,多态性相似，在人群中均普遍存在。鉴定的CNVs中有近20的区段和SNPs所在的DNA区段交叠，这表明两种变异方式存在于基因组的相同部分。CNVs和SNPs之间存在一定的联系. 许多CNVs位于基因结构变异的复杂区域，一些CNVs与邻近SNPs存在着连锁不平衡，可通过检验SNPs基因型推测邻近的CNVs。但另一些CNVs独立分布于基因组内，不能直接通过探测SNPs而得到，尤其是在富含CNV的区域。定义
6、不同。到目前为止，人基因组已发现的CNVs个数远远低于SNPs的个数，但覆盖的染色体长度至少达到12%的全基因组，目前任何一种遗传标志都无法比拟的。一些疾病更有可能是由于CNV所引起的。 CCL3L1基因的CNVs一定程度上决定着对艾滋病病毒感染的抗性，而CCL基因在SNP图谱上则找不到变异.,10,CNV & SNP,为了探究CNV和SNP对表型多样性的贡献率，Stranger等以210个无亲缘相关的HapMap Project个体为研究材料, 分析了14072个基因的47294个转录子的表达水平与SNP和CNV的关联性。结果发现，SNP和CNV分别捕获了基因表达的遗传变异的83.6和17.
7、7，两种类型的变异很少重叠。因此认为，对各种复杂性状进行分析时必须把两种遗传变异综合起来进行考察。SNPs数据对发现潜在的CNVs有一定的指导作用。 预测 定义（3个SNP探针发生缺失或扩增） 综合,11,CNV数据库,根据基因组变异数据库(database of genomic variants,DGV,http:/projects.tcag.ca/variation/) 统计，截至2008年11月10日，基于NCBI build36参考基因组序列发现的CNVs共19792个，由此形成CNVR共6225个，覆盖18.8%的人类基因组常染色质，涉及基因7265个,12,13,14,CNV人群遗
8、传学特点,分布范围广 大量存在于人类基因组中，包括健康个体及患者。可遗传、相对稳定 遵从孟德尔遗传规律，而且它们在人群之间的传递相对稳定，符合Hardy-Weinberg平衡定律两个不同个体之间的 CNVs 变化不足0.5%，而只有不到 1%的 CNVs 无法通过同一等位基因的简单遗传方式来解释高度异质性 不同人群之间可能共享大部分相同的 CNVs，而部分 CNPs 在不同人群中以不同频率分离并有显著性差异，这一现象是进行CNV与复杂性状关联研究的基础。,15,CNV产生机制,染色体结构重排造成非等位基因同源重组（大）非同源末端连接转座和反转座与非DNA结构相关，即DNA的结构有别于经典的右旋
9、双螺旋结构，包括左旋z型DNA和十字型DNA。这些非DNA结构促进染色体重排和CNVs形成。,16,CNV影响机制,CNV对表型的调控作用，Beckmann等认为可能主要通过以下几种机制来实现：重复缺失数目本身的剂量效应；CNV改变了基因的结构，对基因的表达产物产生影响；CNV的多态影响到基因的表达水平，进而影响到基因的外显率；CNV具有长距离的调控作用，只要和基因同线，就可能对多个基因的表达产生影响。,17,CNV检测方法,比较基因组杂交芯片(Array CGH) SNP芯片定量 PCR（QMPSF/ MAPH/ MLPA）荧光原位杂交（FISH）,18,CNV全基因组关联,与传统的基于SN
10、P的GWAS具有互补性新型SNP芯片技术支持 Affymetrix和Illumina公司相继推出了Genome-wide SNP6.0和Illumina 1M芯片，除包括SNPs探针外，还有几乎等量的拷贝数探针，减少了因探针分布不均衡的干扰，使全基因组平均分辨率达3kb，增加了CNVR边界定位的精确性，更适用于全基因组关联分析CNV全基因组关联分析流程同基于SNP的GWAS.,19,CNV全基因组扫描方法,20,CNV与疾病,21,Gene copy number variation and common human disease. Fanciulli et al. Clin Genet.
11、2009.,22,A genome-wide survey of copy number variations in Han Chinese residing in Taiwan.C.-H. Lin et al. Genomics 94 (2009) 241246.,23,CNV与肿瘤,据DGV的数据分析，近40%的肿瘤相关基因都存在CNV。,24,CNV与肿瘤,1）预后研究Genetic polymorphisms in GST genes and survival of colorectal cancer patients treated with chemotherapy.Pharmac
12、ogenomics (2010) 11(1), 3341.2）功能研究Copy number variation at 1q21.1 associated with neuroblastomaNature. 2009 June 18; 459(7249): 987991.3）miRNA研究Frequent deletions and down-regulation of miRNA genes miR15 and miR16 at 13q14 in chronic lymphocytic leukemiaProc Natl Acad Sci USA，2002，99(24):15524-15529 一些CNV区域覆盖非编码的RNAs区域，包括miRNA.,25,CNV的局限,CNVs的基因分型较复杂、不统一统计分析 由于不同的样本、不同的算法、使用不同的参考样本组，而且CNVs判别标准也不尽相同，造成不同研究之间重合的CNVs仅介于25%45%之间既使同样的研究样本，用不同算法得到的CNVs重合率也只有72%其他的变异（转座子、倒位）,26,小结,CNV可能成为复杂疾病的遗传易感标志。CNV疾病关联研究可以借鉴较成熟的SNP研究，但也需要搞清楚两者的差异，CNV最终将成为SNP的一个补充与扩展。A long way to go！,27,Thank You,
