Выражение локусов количественных признаков - Expression quantitative trait loci

Выражение локусов количественных признаков (eQTL) являются геномными места которые объясняют вариации в выражение уровни мРНК.[1][2]

Дистанционные и локальные, транс- и цис-eQTL соответственно

Выражение количественного признака - это величина мРНК стенограмма или белок. Обычно это продукт одного ген с определенным хромосомным положением. Это отличает количественные признаки экспрессии от большинства сложные черты, которые не являются продуктом экспрессии одного гена. Хромосомные локусы, объясняющие вариабельность признаков экспрессии, называются eQTL. eQTL, расположенные рядом с геном происхождения (ген, который продуцирует транскрипт или белок), называются местные eQTL или cis-eQTLs. Напротив, те, которые расположены далеко от своего гена происхождения, часто на разных хромосомах, называются далекие eQTL или транс-eQTL. [3] Первое полногеномное исследование экспрессии генов было проведено на дрожжах и опубликовано в 2002 году.[4] Первоначальная волна исследований eQTL использовала микроматрицы для измерения экспрессии генов в масштабе всего генома; в более поздних исследованиях широко использовались параллельные Секвенирование РНК. Много выражение QTL-исследования проводились на растениях и животных, включая человека,[5] нечеловеческие приматы[6][7] и мышей.[8]

Некоторые цис-eQTL обнаруживаются во многих ткань типы, но большинство trans eQTL являются тканезависимыми (динамическими).[9] eQTL могут действовать в СНГ (на месте) или транс (на расстоянии) до ген.[10] Обилие гена стенограмма напрямую модифицирован полиморфизм в регулирующие элементы. Следовательно, обилие транскриптов можно рассматривать как количественный признак, который можно картировать с большой точностью. Они были названы выражением QTL (eQTL).[11] Сочетание исследования генетических ассоциаций полного генома и измерение глобального экспрессия гена позволяет систематически идентифицировать eQTL. Путем анализа экспрессии генов и генетическая вариация одновременно на основе всего генома у большого числа людей статистические генетические методы могут использоваться для картирования генетических факторов, лежащих в основе индивидуальных различий в количественных уровнях экспрессии многих тысяч транскриптов.[12] Исследования показали, что однонуклеотидный полиморфизм (SNP), воспроизводимо связанные со сложными расстройствами [13] а также некоторые фармакологические фенотипы [14] обнаружено, что они значительно обогащены по eQTL по сравнению с согласованными по частоте контрольными SNP.

Обнаружение eQTL

Отображение eQTL выполняется с использованием стандартных QTL методы картирования, которые проверяют связь между вариациями экспрессии и генетическими полиморфизмами. Единственное существенное отличие состоит в том, что исследования eQTL могут включать миллион или более экспрессионных микрочастиц. Можно использовать стандартные программные пакеты для картирования генов, хотя часто бывает быстрее использовать собственный код, такой как QTL Reaper или веб-систему картирования eQTL. GeneNetwork. GeneNetwork содержит множество больших наборов данных сопоставления eQTL и обеспечивает доступ к быстрым алгоритмам для сопоставления отдельных локусов и эпистатических взаимодействий. Как и во всех исследованиях картирования QTL, заключительные шаги в определении вариантов ДНК, вызывающих вариации признаков, обычно трудны и требуют второго раунда экспериментов. Это особенно верно для trans eQTL, для которых не используется сильная априорная вероятность того, что релевантные варианты находятся в непосредственной близости от родительского гена. Статистические, графические и биоинформатические методы используются для оценки позиционных генов-кандидатов и целых систем взаимодействий.[15][16]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Рокман М.В., Кругляк Л. (ноябрь 2006 г.). «Генетика глобальной экспрессии генов». Обзоры природы. Генетика. 7 (11): 862–72. Дои:10,1038 / nrg1964. PMID  17047685.
  2. ^ Nica, Alexandra C .; Дермитзакис, Эммануил Т. (2013). «Выражение локусов количественного признака: настоящее и будущее». Философские труды Королевского общества B: биологические науки. 368 (1620): 20120362. Дои:10.1098 / rstb.2012.0362. ЧВК  3682727. PMID  23650636.
  3. ^ «Генетика экспрессии генов в первичных иммунных клетках определяет главные регуляторы специфического типа клеток и роли аллелей HLA». Nat. Genet. 44 (5): 502–510. 2012. Дои:10,1038 / нг.2205. ЧВК  3437404. PMID  22446964.
  4. ^ Брем РБ, Иверт Дж., Клинтон Р, Кругляк Л (апрель 2002 г.). «Генетическое вскрытие регуляции транскрипции у почкующихся дрожжей». Наука. 296 (5568): 752–5. Bibcode:2002Наука ... 296..752B. Дои:10.1126 / science.1069516. PMID  11923494.
  5. ^ Лонсдейл, Джон; Томас, Джеффри; Сальваторе, Майк; Филлипс, Ребекка; Ло, Эдмунд; Шад, Сабур; Хас, Ричард; Уолтерс, Гэри; Гарсия, Фернандо; Янг, Нэнси; Фостер, Барбара; Мозер, Майк; Карасик, Эллен; Гиллард, Брайан; Рэмси, Кимберли; Салливан, Сьюзен; Мост, Джейсон; Журнал, Гарольд; Сайрон, Джон; Флеминг, Джонель; Симинов, Лаура; Трейно, Хизер; Мосавель, Магбоеба; Баркер, Лаура; Джуэлл, Скотт; Рорер, Дэн; Максим, Дан; Филкинс, Дана; Харбах, Филипп; и другие. (Июнь 2013). "Проект экспрессии генотипа и ткани (GTEx)". Природа Генетика. 45 (6): 580–5. Дои:10.1038 / ng.2653. ЧВК  4692118. PMID  23715323.
  6. ^ Тунг Дж., Чжоу X, Альбертс С.К., Стивенс М., Гилад Y (февраль 2015 г.). «Генетическая архитектура уровней экспрессии генов у диких бабуинов». eLife. 4. Дои:10.7554 / eLife.04729. ЧВК  4383332. PMID  25714927.
  7. ^ Jasinska AJ, Zelaya I., Service SK, Peterson CB, Cantor RM, Choi OW и др. (Декабрь 2017 г.). «Генетические вариации и экспрессия генов во многих тканях и на стадиях развития у нечеловеческих приматов». Природа Генетика. 49 (12): 1714–1721. Дои:10,1038 / нг.3959. ЧВК  5714271. PMID  29083405.
  8. ^ Doss S, Schadt EE, Drake TA, Lusis AJ (май 2005 г.). «Цис-действующая экспрессия локусов количественных признаков у мышей». Геномные исследования. 15 (5): 681–91. Дои:10.1101 / гр.3216905. ЧВК  1088296. PMID  15837804.
  9. ^ Герритс А., Ли И, Тессон Б.М., Быстрых Л.В., Версинг Э., Аусема А., Донтье Б., Ван Х, Брейтлинг Р., Янсен Р.К., де Хаан Г. (октябрь 2009 г.). Гибсон G (ред.). «Локусы количественного признака экспрессии очень чувствительны к состоянию клеточной дифференцировки». PLoS Genetics. 5 (10): e1000692. Дои:10.1371 / journal.pgen.1000692. ЧВК  2757904. PMID  19834560.
  10. ^ Майклсон JJ, Loguercio S, Бейер A (июль 2009 г.). «Обнаружение и интерпретация локусов количественных признаков экспрессии (eQTL)». Методы. 48 (3): 265–76. Дои:10.1016 / j.ymeth.2009.03.004. PMID  19303049.
  11. ^ Куксон В., Лян Л., Абекасис Дж., Моффатт М., Латроп М. (март 2009 г.). «Картирование сложных признаков болезни с глобальной экспрессией генов». Обзоры природы. Генетика. 10 (3): 184–94. Дои:10.1038 / nrg2537. ЧВК  4550035. PMID  19223927.
  12. ^ Cookson et. al Nat Rev Genet. 2009 Март; 10 (3): 184-94
  13. ^ Николае Д.Л., Гамазон Е., Чжан В., Дуан С., Долан М.Э., Кокс, штат Нью-Джерси (апрель 2010 г.). Гибсон G (ред.). «Связанные с характеристикой SNP с большей вероятностью будут eQTL: аннотация для улучшения обнаружения из GWAS». PLoS Genetics. 6 (4): e1000888. Дои:10.1371 / journal.pgen.1000888. ЧВК  2848547. PMID  20369019.
  14. ^ Gamazon ER, Huang RS, Cox NJ, Dolan ME (май 2010 г.). «SNP, ассоциированные с чувствительностью к химиотерапевтическим препаратам, обогащены локусами количественных признаков экспрессии». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 107 (20): 9287–92. Bibcode:2010PNAS..107.9287G. Дои:10.1073 / pnas.1001827107. ЧВК  2889115. PMID  20442332.
  15. ^ Кулп, округ Колумбия, Джагалур М (2006). «Причинно-следственный вывод пар регулятор-мишень путем генного картирования фенотипов экспрессии». BMC Genomics. 7: 125. Дои:10.1186/1471-2164-7-125. ЧВК  1481560. PMID  16719927.
  16. ^ Ли С.И., Дадли А.М., Друбин Д., Сильвер ПА, Кроган Нью-Джерси, Пьер Д., Коллер Д. (2009). «Предварительное изучение регуляторного потенциала на основе данных eQTL». PLoS Genetics. 5 (1): e1000358. Дои:10.1371 / journal.pgen.1000358. ЧВК  2627940. PMID  19180192.