Steven A McCarroll

哈佛醫學院的Steven A McCarroll是第一個采用ddPCR對基因的拷貝數變異情況進行分析的實驗室,并持續使用這種方法。最近他領導的實驗室又有一篇文獻發表于Nature Genetics。

 

這篇文章的思路對于遺傳學和基因組學的實驗室具有方法學意義上的參考性,具體介紹如下:

 

 

大量的功能基因位于基因組上復雜的結構中,至今人們對之了解甚少。其中一個例子就是人類編碼淀粉酶的基因,淀粉酶可以將淀粉水解成糖。人類的淀粉酶編碼基因共有3個,分別是:AMY2B, AMY2A和AMY1。該基因是一個基因功能與表型關系研究很好的范例,需要整體了解淀粉酶基因的突變進展、拷貝數數目及基因表達的水平。

之前的研究表明AMY1基因的拷貝數數目和肥胖癥之間有明顯的相關性,例如有研究表明AMY1的拷貝數每增加1個,那么患肥胖癥的幾率就下降1.2倍,但是GWAS分析卻否則了兩者之間的關聯。出現這種結果不一致的原因也許是之前用來進行拷貝數變異分析的技術手段會引入較大的偏差,尤其是在Multiallelic Copy Number的情況下。例如AMY1的CNV范圍是2~17,AMY2A是0~8,AMY2B是2~6。因此本文中Steven AMcCarroll領導的實驗室采用了深度測序、ddPCR等方法對不同人種對淀粉酶基因的拷貝數變異情況進行了分析,并繪制出了可能的8種單倍型圖譜。

Steven A McCarroll 1

 

 

 

Steven A McCarroll 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

由于采用了分辨率更高的ddPCR分別對歐洲人、約魯巴人、中國人和日本人的AMY2B, AMY2A和AMY1拷貝數狀態進行分析,發現了之前不曾得到的結論:AMY1基因通常情況下,其CNV值更多為偶數,是奇數情況的4倍;此外,AMY1和AMY2A CNV值之間存在奇偶的一致性。接著文章對1000名愛沙尼亞人進行了測試,發現AMY1基因的拷貝數與是否肥胖和BMI(體質指數)之間不存在相關性。

 

Hundreds of genes reside in structurally complex,poorly understood regions of the human genome–3.One such region contains the three amylase genes (AMY2B,AMY2A and AMY1) responsible for digesting starch into sugar.Copy number of AMY1 is reported to be the largest genomic influence on obesity4,although genome-wide association studies for obesity have found this locus unremarkable.Using wholegenome sequence analysis3,5,droplet digital PCR6 and genome mapping7,we identified eight common structural haplotypes of the amylase locus that suggest its mutational history.We found that the AMY1 copy number in an individual’s genome is generally even (rather than odd) and partially correlates with nearby SNPs,which do not associate with body mass index?(BMI).We measured amylase gene copy number in 1,000 obese or lean Estonians and in 2 other cohorts totaling ~3,500 individuals.We had 99% power to detect the lower bound of the reported effects on BMI4,yet found no association.

 

 

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