Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Международный проект HapMap является организацией , которая направлена на разработку гаплотип карты ( HapMap ) из генома человека , чтобы описать общие закономерности человеческой генетической изменчивости . 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 результат сотрудничества исследователей из академических центров, некоммерческих биомедицинских исследовательских групп и частных компаний в Канаде , Китае (включая Гонконг ), Японии , Нигерии , Великобритании и США . Официально он начался со встречи 27-29 октября 2002 г. и должен был продлиться около трех лет. Он состоит из двух этапов; полные данные, полученные в Фазе I, были опубликованы 27 октября 2005 г. [1] Анализ набора данных Фазы II был опубликован в октябре 2007 г. [2] Набор данных по фазе III был выпущен весной 2009 года, а публикация с окончательными результатами опубликована в сентябре 2010 года [3].

Фон [ править ]

В отличие от более редких менделевских заболеваний, комбинации различных генов и окружающей среды играют роль в развитии и прогрессировании общих заболеваний (таких как диабет , рак , болезни сердца , инсульт , депрессия и астма ) или в индивидуальной реакции на фармакологические препараты. агенты. Чтобы найти генетические факторы, участвующие в этих заболеваниях, в принципе можно провести исследование ассоциации на уровне 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 стоимости полного секвенирования генома . Проект HapMap предложил ярлык.

Хотя у любых двух неродственных людей примерно 99,5% последовательности ДНК , их геномы различаются по определенным местоположениям нуклеотидов . Такие сайты известны как однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), и каждая из возможных результирующих форм генов называется аллелем . Проект HapMap фокусируется только на общих SNP, где каждый аллель встречается как минимум в 1% населения.

У каждого человека есть две копии всех хромосом , кроме половых хромосом у мужчин . Для каждого SNP комбинация аллелей человека называется генотипом . Под генотипированием понимается определение генотипа человека в определенном месте. 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 ближайших SNP. Это связано с тем, что каждый SNP возник в истории эволюции как единичная точечная мутация , а затем передался по хромосоме в окружении других, более ранних точечных мутаций. SNP, которые разделены большим расстоянием на хромосоме, обычно не очень хорошо коррелированы, потому что рекомбинация происходит в каждом поколении и смешивает аллельные последовательности двух хромосом. Последовательность последовательных аллелей на определенной хромосоме называется гаплотипом .

Чтобы найти генетические факторы, влияющие на конкретное заболевание, можно поступить следующим образом. Сначала идентифицируется определенная интересующая область в геноме, возможно, из более ранних исследований наследования. В этой области можно найти набор тегов 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 [ править ]

Гаплотипы обычно являются общими для разных популяций, но их частота может сильно различаться. Четыре группы населения было выбрано для включения в HapMap: 30 взрослые и-как-родителях йоруба тройки из Ибадана , Нигерия (YRI), 30 троек жителей штата Юта северной и западной европейской родословной (CEU), 44 не связанные между собой японских индивидуумов из Токио , Япония (JPT) и 45 неродственных китайцев хань из Пекина , 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 получения информированного согласия и сбора образцов. [4]

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

ФазаЯ БЫМесточисленность населенияДеталь
I / IICEUЖители Юты северного и западноевропейского происхождения из коллекции CEPHДеталь
I / IICHBКитайский хань в Пекине , КитайДеталь
I / IIJPTЯпонский в Токио , ЯпонияДеталь
I / IIYRIЙоруба в Ибадане , НигерияДеталь
IIIASWАфриканское происхождение на юго-западе СШАДеталь
IIICHDКитайский в столичном Денвере , Колорадо , СШАДеталь
IIIGIH Индейцы гуджарати в Хьюстоне , Техас , СШАДеталь
IIILWKЛухья в Вебуе , КенияДеталь
IIIMKKМасаи в Киньяве , КенияДеталь
IIIMXLМексиканские корни в Лос-Анджелесе , Калифорния , СШАДеталь
IIITSIТоскани в ИталииДеталь

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, китайского хань в Пекине, Китае и китайского языка в столичном Денвере, Колорадо) . CEU + TSI, например, является лучшей моделью для британских британцев, чем только CEU. [5]

Научная стратегия [ править ]

В 1990-е годы секвенировать полные геномы пациентов было дорого. Поэтому Национальные институты здравоохранения поддержали идею «ярлыка», который заключался в том, чтобы смотреть только на те 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. Теория утверждала, что естественный отбор сохраняет в геноме человека варианты, которые наносят вред здоровью до того, как дети вырастут, но не справляется с вариантами, которые появляются в более позднем возрасте, что позволяет им стать довольно распространенными (в 2002 году Национальные институты здравоохранения начали проект стоимостью 138 миллионов долларов называется HapMap, чтобы 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 из Университета Макгилла в Монреале и сосредоточил внимание на хромосомах 2 и 4p. Китайская команда во главе с Huanming Ян в Пекине и Шанхае , и Lap-Чи Цуй в Гонконге и сосредоточены на хромосомах 3, 8P и 21. Японская команда во главе с Юсуке Накамура в Университете Токио и сосредоточены на хромосомах 5, 11, 14, 15, 16, 17 и 19. Британскую группу возглавил Дэвид Р. Бентли из Института Сэнгера.и сосредоточился на хромосомах 1, 6, 10, 13 и 20. В США было четыре центра генотипирования: группа под руководством Марка Чи и Арнольда Олифанта из Illumina Inc. в Сан-Диего (изучала хромосомы 8q, 9, 18q, 22 и X), группа под руководством Дэвида Альтшулера и Марка Дейли из Института Броуда в Кембридже, США (хромосомы 4q, 7q, 18p, Y и митохондрия ), группа под руководством Ричарда Гиббса из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне (хромосома 12 ), и команда под руководством Пуи-Яна Квок наКалифорнийский университет в Сан-Франциско (хромосома 7p).

Чтобы получить достаточно SNP для создания карты, Консорциум профинансировал большой проект повторного секвенирования, чтобы обнаружить миллионы дополнительных SNP. Они были отправлены в общедоступную базу данных dbSNP . В результате к августу 2006 г. база данных включала более десяти миллионов SNP, и более 40% из них были известны как полиморфные . 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 более двух миллионов дополнительных SNP были генотипированы по всему геному Дэвидом Р. Коксом, Келли А. Фрейзер и другими из Perlegen Sciences и 500 000 - компанией Affymetrix .

Доступ к данным [ править ]

Все данные, полученные в рамках проекта, 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 используемой программы Haploview .

Публикации [ править ]

  • Международный консорциум HapMap (2003). «Международный проект HapMap» (PDF) . Природа . 426 (6968): 789–796. Bibcode : 2003Natur.426..789G . DOI : 10,1038 / природа02168 . ЛВП : 2027,42 / 62838 . PMID  14685227 .
  • Международный консорциум HapMap (2004 г.). «Интеграция этики и науки в международный проект HapMap» . Природа Обзоры Генетики . 5 (6): 467–475. DOI : 10.1038 / nrg1351 . PMC  2271136 . PMID  15153999 .
  • Международный консорциум HapMap (2005 г.). «Карта гаплотипов генома человека» . Природа . 437 (7063): 1299–1320. Bibcode : 2005Natur.437.1299T . DOI : 10,1038 / природа04226 . PMC  1880871 . PMID  16255080 .
  • Международный консорциум HapMap (2007). «Карта гаплотипов человека второго поколения, содержащая более 3,1 миллиона SNP» . Природа . 449 (7164): 851–861. Bibcode : 2007Natur.449..851F . DOI : 10,1038 / природа06258 . PMC  2689609 . PMID  17943122 .
  • Международный консорциум HapMap 3 (2010 г.). «Объединение общих и редких генетических вариаций в различных человеческих популяциях» . Природа . 467 (7311): 52–58. Bibcode : 2010Natur.467 ... 52T . DOI : 10,1038 / природа09298 . PMC  3173859 . PMID  20811451 .
  • Делукас П., Бентли Д. (2004). «Проект HapMap и его применение в генетических исследованиях реакции на лекарства» . Журнал фармакогеномики . 4 (2): 88–90. DOI : 10.1038 / sj.tpj.6500226 . PMID  14676823 .
  • Ториссон Г.А., Смит А.В., Кришнан Л., Стейн Л.Д. (2005). "Международный веб-сайт проекта HapMap" . Геномные исследования . 15 (11): 1592–1593. DOI : 10.1101 / gr.4413105 . PMC  1310647 . PMID  16251469 .
  • Тервиллигер Дж. Д., Хиеккалинна Т. (2006). «Полное опровержение« Фундаментальной теоремы HapMap » » . Европейский журнал генетики человека . 14 (4): 426–437. DOI : 10.1038 / sj.ejhg.5201583 . PMID  16479260 .
  • Секко, Дэвид (2005). «Фаза I HapMap завершена» . Ученый

См. Также [ править ]

  • Генеалогический ДНК-тест
  • Проект 1000 геномов
  • Группы населения в биомедицине
  • Проект человеческого вариома
  • Генетическая изменчивость человека

Ссылки [ править ]

  1. ^ Альтшулер, Дэвид; Доннелли, Питер; Международный консорциум HapMap (октябрь 2005 г.). «Карта гаплотипов генома человека» . Природа . 437 (7063): 1299–1320. DOI : 10,1038 / природа04226 . ISSN 1476-4687 . 
  2. ^ Фрейзер, Келли А .; 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. DOI : 10,1038 / природа06258 . ЛВП : 2027,42 / 62863 . 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. DOI : 10,1038 / природа09298 . ISSN 1476-4687 . PMC 3173859 .  
  4. ^ Ротими, Чарльз; Лепперт, Марк; Мацуда, Ичиро; Цзэн, Чанцин; Чжан, Хоукан; Адебамово, Клемент; Аджайи, Айк; Аниагву, Тойин; Диксон, Мисси; Фукусима, Йошимицу; Масер, Дэррил (2007). «Вовлечение сообщества и информированное согласие в международном проекте HapMap» . Геномика общественного здравоохранения . 10 (3): 186–198. DOI : 10.1159 / 000101761 . ISSN 1662-4246 . PMID 17575464 .  
  5. ^ a b Международный консорциум HapMap et al. (2010). Объединение общих и редких генетических вариаций в различных человеческих популяциях. Природа , 467 , 52-8. Дои
  6. ^ Найду N, Pawitan Y, R Сунг, Купер Д., Ku CS (октябрь 2011). «Генетика и геномика человека через десятилетие после выпуска проекта последовательности генома человека» . Геномика человека . 5 (6): 577–622. DOI : 10.1186 / 1479-7364-5-6-577 . PMC 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. DOI : 10.1101 / gr.4413105 . ISSN 1088-9051 . PMC 1310647 . PMID 16251469 .   

Внешние ссылки [ править ]

  • Международный проект HapMap (домашняя страница HapMap)
  • Страница HapMap Национального института исследования генома человека (NHGRI)
  • Просмотр данных HapMap с помощью браузера Genome
  • Мексиканский проект разнообразия генома