Международный проект HapMap - International HapMap Project

В Международный проект HapMap была организацией, которая стремилась разработать гаплотип карта (HapMap) из человеческий геном, чтобы описать общие закономерности человеческого генетическая вариация. HapMap используется для поиска генетических вариантов, влияющих на здоровье, болезни и реакцию на лекарства и факторы окружающей среды. Информация, полученная в рамках проекта, находится в свободном доступе для исследования.

Международный проект HapMap - это сотрудничество между исследователями из академических центров, некоммерческих биомедицинских исследовательских групп и частных компаний в Канада, Китай (включая Гонконг ), Япония, Нигерия, то объединенное Королевство, а Соединенные Штаты. Официально он начался со встречи 27-29 октября 2002 г. и, как ожидалось, продлился около трех лет. Он состоит из двух этапов; полные данные, полученные на этапе I, были опубликованы 27 октября 2005 г.[1] Анализ набора данных фазы II был опубликован в октябре 2007 года.[2] Набор данных по фазе III был выпущен весной 2009 года, а публикация с окончательными результатами - в сентябре 2010 года.[3]

Фон

В отличие от реже Менделевский заболевания, сочетания разных гены и окружающая среда играют роль в развитии и прогрессировании распространенных заболеваний (таких как сахарный диабет, рак, сердечное заболевание, Инсульт, депрессия, и астма ) или в индивидуальном ответе на фармакологический агенты. Чтобы найти генетические факторы, участвующие в этих заболеваниях, в принципе можно было бы сделать исследование ассоциации всего генома: получить полную генетическую последовательность нескольких индивидуумов, некоторые из которых имеют заболевание, а некоторые нет, а затем искать различия между двумя наборами геномов. В то время этот подход был невозможен из-за высокой стоимости полное секвенирование генома. Проект HapMap предложил ярлык.

Хотя любые два неродственных человека разделяют около 99,5% своих ДНК последовательность, их геномы отличаются в конкретных нуклеотид локации. Такие сайты известны как однонуклеотидный полиморфизм (SNP), и каждая из возможных результирующих форм генов называется аллель. Проект HapMap фокусируется только на общих SNP, где каждый аллель встречается как минимум в 1% населения.

У каждого человека есть по две копии всех хромосомы, кроме половые хромосомы в самцы. Для каждого SNP комбинация аллелей, имеющихся у человека, называется генотип. Генотипирование относится к раскрытию генотипа человека на определенном участке. В рамках проекта HapMap была выбрана выборка из 269 человек, отобрано несколько миллионов четко определенных SNP, проведено генотипирование людей по этим SNP и опубликованы результаты.

Аллели близлежащих SNP на одной хромосоме коррелированы. В частности, если известен аллель одного SNP для данного человека, часто можно предсказать аллели близлежащих SNP. Это потому, что каждый SNP возник в эволюционной истории как единая точка. мутация, а затем передавался по хромосоме в окружении других, более ранних точечных мутаций. SNP, которые разделены большим расстоянием на хромосоме, обычно не очень хорошо коррелированы, потому что рекомбинация встречается в каждом поколении и смешивает аллельные последовательности двух хромосом. Последовательность последовательных аллелей на определенной хромосоме известна как гаплотип.

Чтобы найти генетические факторы, влияющие на конкретное заболевание, можно поступить следующим образом. Сначала идентифицируется определенная представляющая интерес область в геноме, возможно, из более ранних исследований наследования. В этом регионе находится набор тегировать SNP из данных HapMap; это SNP, которые очень хорошо коррелируют со всеми другими SNP в регионе. Таким образом, изучение аллелей меток SNP у человека с большой вероятностью определит гаплотип этого человека. Затем определяют генотип этих тегов SNP у нескольких индивидуумов, у некоторых есть заболевание, а у некоторых нет. Сравнивая две группы, можно определить вероятные местоположения и гаплотипы, которые вовлечены в заболевание.

Использованные образцы

Гаплотипы обычно разделяются между популяциями, но их частота может сильно различаться. Для включения в HapMap были отобраны четыре популяции: 30 взрослых и оба родителя. Йоруба трио из Ибадан, Нигерия (YRI), 30 троек жителей Юты с севера и запада Европейский предков (CEU), 44 неродственных японца из Токио, Япония (JPT) и 45 не связанных Хань китайский люди из Пекин, Китай (CHB). Хотя гаплотипы, выявленные в этих популяциях, должны быть полезны для изучения многих других популяций, параллельные исследования в настоящее время изучают полезность включения дополнительных популяций в проект.

Все образцы были собраны в процессе взаимодействия с сообществом с соответствующим информированным согласием. Процесс взаимодействия с сообществом был разработан для выявления и попытки отреагировать на культурно специфические проблемы, а также для предоставления участвующим сообществам вклада в процессы информированного согласия и сбора образцов.[4]

В фазе III были собраны 11 глобальных групп предков: ASW (африканское происхождение на юго-западе США); CEU (жители Юты северного и западноевропейского происхождения из коллекции CEPH); CHB (ханьские китайцы в Пекине, Китай); CHD (китайский в столичном Денвере, Колорадо); GIH (индейцы гуджарати в Хьюстоне, штат Техас); JPT (японский язык в Токио, Япония); LWK (Лухья в Вебуе, Кения); MEX (мексиканские корни в Лос-Анджелесе, Калифорния); MKK (масаи в Киньяве, Кения); TSI (тосканцы в Италии); YRI (Йоруба в Ибадане, Нигерия).[5]

ФазаЯ БЫМесточисленность населенияДеталь
I / IICEUСоединенные ШтатыЮта жители с Северный и Западноевропейский происхождение от CEPH коллекцияДеталь
I / IICHBКитайХань китайский в Пекин, КитайДеталь
I / IIJPTЯпонияЯпонский в Токио, ЯпонияДеталь
I / IIYRIНигерияЙоруба в Ибадан, НигерияДеталь
IIIASWСоединенные ШтатыАфриканское происхождение в Юго-запад СШАДеталь
IIICHDСоединенные ШтатыКитайский в митрополит Денвер, CO, Соединенные ШтатыДеталь
IIIGIHСоединенные ШтатыГуджарати Индейцы в Хьюстон, TX, Соединенные ШтатыДеталь
IIILWKКенияЛухья в Webuye, КенияДеталь
IIIMKKКенияМасаи в Киньява, КенияДеталь
IIIMXLСоединенные ШтатыМексиканская родословная в Лос-Анджелес, CA, Соединенные ШтатыДеталь
IIITSIИталияТоскани в ИталияДеталь

Также были созданы три комбинированные панели, которые позволяют лучше идентифицировать SNP в группах за пределами девяти однородных выборок: CEU + TSI (комбинированная панель жителей Юты северного и западноевропейского происхождения из коллекции CEPH и тосканцев в Италии); JPT + CHB (объединенная панель японского языка в Токио, Япония и китайская хань в Пекине, Китай) и JPT + CHB + CHD (объединенная панель японского языка в Токио, Япония, китайская хань в Пекине, Китае и китайская в столичном Денвере, Колорадо) . CEU + TSI, например, является лучшей моделью для британских британцев, чем только CEU.[5]

Научная стратегия

В 1990-е годы секвенировать полные геномы пациентов было дорого. Итак Национальные институты здоровья принял идею «ярлыка», который заключался в том, чтобы смотреть только на участки генома, где у многих людей есть вариантная единица ДНК. Теория, лежащая в основе этого ярлыка, заключалась в том, что, поскольку основные заболевания распространены, также будут генетические варианты, которые их вызывают. Естественный отбор Согласно теории, человеческий геном не содержит вариантов, которые наносят вред здоровью еще до того, как дети вырастут, но не помогает против вариантов, которые появляются в более позднем возрасте, что позволяет им стать довольно распространенными Национальные институты здоровья начал проект стоимостью 138 миллионов долларов, названный HapMap каталогизировать общие варианты в геномах Европы, Восточной Азии и Африки).[6]

Для фазы I один общий SNP был генотипирован каждые 5000 оснований. Всего было генотипировано более одного миллиона SNP. Генотипирование проводилось 10 центрами с использованием пяти различных технологий генотипирования. Качество генотипирования оценивалось с использованием дублирующих или связанных образцов и путем периодических проверок качества, когда центры должны были генотипировать общие наборы SNP.

Канадскую команду возглавил Томас Дж. Хадсон в Университет Макгилла в Монреаль и сосредоточился на хромосомах 2 и 4p. Китайскую команду возглавил Хуанмин Ян в Пекин и Шанхай, и Lap-Chee Tsui в Гонконг и сосредоточился на хромосомах 3, 8p и 21. Японскую команду возглавлял Юсуке Накамура на Токийский университет и сосредоточился на хромосомах 5, 11, 14, 15, 16, 17 и 19. Британскую команду возглавлял Дэвид Р. Бентли на Институт Сэнгера и сосредоточился на хромосомах 1, 6, 10, 13 и 20. В США было четыре центра генотипирования: команда, возглавляемая Марк Чи и Арнольд Олифант в Illumina Inc. в Сан Диего (изучает хромосомы 8q, 9, 18q, 22 и X), команда под руководством Давид Альтшулер и Марк Дэйли на Broad Institute в Кембридж, США (хромосомы 4q, 7q, 18p, Y и митохондрия ), команда во главе с Ричард Гиббс на Медицинский колледж Бейлора в Хьюстон (хромосома 12), и команда во главе с Пуи-Ян Квок на Калифорнийский университет в Сан-Франциско (хромосома 7р).

Чтобы получить достаточно SNP для создания карты, Консорциум профинансировал большой проект повторного секвенирования, чтобы обнаружить миллионы дополнительных SNP. Они были представлены общественности dbSNP база данных. В результате к августу 2006 г. база данных включала более десяти миллионов SNP, и более 40% из них, как известно, полиморфный. Для сравнения: в начале проекта было идентифицировано менее 3 миллионов SNP, и не более 10% из них были известны как полиморфные.

Во время фазы II Дэвид Р. Кокс генотипировал более двух миллионов дополнительных SNP по всему геному, Келли А. Фрейзер и другие на Perlegen Sciences и 500 000 от компании Affymetrix.

Доступ к данным

Все данные, генерируемые проектом, включая частоты SNP, генотипы и гаплотипы, были размещены в открытом доступе и доступны для скачивания.[7] Этот веб-сайт также содержит браузер генома, который позволяет находить SNP в любой интересующей области, их частоты аллелей и их связь с ближайшими SNP. Также предоставляется инструмент, который может определять SNP тегов для заданной области интереса. К этим данным также можно получить прямой доступ из широко используемых Haploview программа.

Публикации

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Альтшулер, Давид; Доннелли, Питер; Международный консорциум HapMap (октябрь 2005 г.). «Карта гаплотипов генома человека». Природа. 437 (7063): 1299–1320. Дои:10.1038 / природа04226. ISSN  1476-4687.
  2. ^ Frazer, Kelly A .; Баллинджер, Деннис Дж .; Кокс, Дэвид Р .; Хайндс, Дэвид А .; Stuve, Laura L .; Гиббс, Ричард А .; Бельмонт, Джон В .; Будро, Эндрю; Харденбол, Пол; Leal, Suzanne M .; Пастернак, Ширан (октябрь 2007 г.). "Карта гаплотипов человека второго поколения, содержащая более 3,1 миллиона SNP". Природа. 449 (7164): 851–861. Дои:10.1038 / природа06258. ISSN  1476-4687.
  3. ^ Альтшулер, Дэвид М .; Гиббс, Ричард А .; Пелтонен, Лина; Альтшулер, Дэвид М .; Гиббс, Ричард А .; Пелтонен, Лина; Дермитзакис, Эммануил; Шаффнер, Стивен Ф .; Ю, Фули; Пелтонен, Лина; Дермитзакис, Эммануил (сентябрь 2010 г.). «Объединение общих и редких генетических вариаций в различных человеческих популяциях». Природа. 467 (7311): 52–58. Дои:10.1038 / природа09298. ISSN  1476-4687.
  4. ^ Ротими, Чарльз; Лепперт, Марк; Мацуда, Ичиро; Цзэн, Чанцин; Чжан, Хоукан; Адебамово, Климент; Аджайи, Айк; Аниагву, Тойин; Диксон, Мисси; Фукусима, Йошимицу; Масер, Дэррил (2007). «Вовлеченность сообщества и информированное согласие в международном проекте HapMap». Геномика общественного здравоохранения. 10 (3): 186–198. Дои:10.1159/000101761. ISSN  1662-4246. PMID  17575464.
  5. ^ а б Международный консорциум HapMap et al. (2010). Объединение общих и редких генетических вариаций в различных человеческих популяциях. Природа, 467, 52-8. Дои
  6. ^ Найду Н., Павитан И., Сунг Р., Купер Д. Н., Ку С.С. (октябрь 2011 г.). «Генетика и геномика человека через десять лет после выпуска проекта последовательности генома человека». Геномика человека. 5 (6): 577–622. Дои:10.1186/1479-7364-5-6-577. ЧВК  3525251. PMID  22155605.
  7. ^ Thorisson, Gudmundur A .; Смит, Альберт V .; Кришнан, Лалита; Штейн, Линкольн Д. (1 ноября 2005 г.). "Международный веб-сайт проекта HapMap". Геномные исследования. 15 (11): 1592–1593. Дои:10.1101 / гр.4413105. ISSN  1088-9051. ЧВК  1310647. PMID  16251469.

внешняя ссылка