Массив SNP - SNP array

Смотрите также: ДНК-микрочип и генотипирование SNP

В молекулярной биологии , SNP массив представляет собой тип микрочипов ДНК , которая используется для обнаружения полиморфизмов в популяции. Одного нуклеотидного полиморфизма (SNP) , , изменение в одном месте в ДНК , является наиболее распространенным типом вариации в геноме. В геноме человека было идентифицировано около 335 миллионов SNP , 15 миллионов из которых присутствуют с частотой 1% или выше в различных популяциях во всем мире.

Принципы

Основные принципы массива SNP такие же, как и микрочипа ДНК. Это конвергенция гибридизации ДНК , флуоресцентной микроскопии и захвата ДНК на твердой поверхности. Три обязательных компонента массивов SNP:

  1. Набор, содержащий иммобилизованные аллель-специфические олигонуклеотидные (ASO) зонды.
  2. Фрагментированные последовательности нуклеиновых кислот мишени, меченные флуоресцентными красителями.
  3. Система обнаружения, которая записывает и интерпретирует сигнал гибридизации .

Зонды ASO часто выбираются на основе секвенирования репрезентативной группы людей: позиции, которые, как обнаружено, изменяются в панели с определенной частотой, используются в качестве основы для зондов. Чипы SNP обычно описываются количеством анализируемых ими позиций SNP. Для каждой позиции SNP необходимо использовать два зонда для обнаружения обоих аллелей; если бы использовался только один зонд, неудача эксперимента была бы неотличима от гомозиготности неисследованного аллеля.

Приложения

Профиль количества копий ДНК для линии клеток рака молочной железы T47D (Affymetrix SNP Array)
Профиль LOH для линии клеток рака молочной железы T47D (Affymetrix SNP Array)

Массив SNP - полезный инструмент для изучения небольших различий между целыми геномами . Наиболее важные клинические применения массивов SNP - это определение восприимчивости к болезням и измерение эффективности лекарств, разработанных специально для людей. В исследованиях массивы SNP наиболее часто используются для изучения ассоциаций в масштабе всего генома . У каждого человека есть много SNP. Анализ генетической связи на основе SNP может использоваться для картирования локусов болезни и определения генов восприимчивости к болезни у людей. Комбинация карт SNP и массивов SNP с высокой плотностью позволяет использовать SNP в качестве маркеров генетических заболеваний со сложными признаками . Например, полногеномные исследования ассоциации выявили SNP, связанные с такими заболеваниями, как ревматоидный артрит , рак простаты . Массив SNP также можно использовать для создания виртуального кариотипа с помощью программного обеспечения для определения количества копий каждого SNP в массиве, а затем выравнивания SNP в хромосомном порядке.

SNP также можно использовать для изучения генетических аномалий рака. Например, массивы SNP можно использовать для изучения потери гетерозиготности (LOH). LOH возникает, когда один аллель гена мутируется вредным образом и нормально функционирующий аллель теряется. LOH обычно возникает при онкогенезе. Например, гены-супрессоры опухолей помогают предотвратить развитие рака. Если у человека есть одна мутировавшая и дисфункциональная копия гена-супрессора опухоли, а его вторая функциональная копия гена повреждена, у него может быть больше шансов заболеть раком.

Другие методы на основе чипов, такие как сравнительная геномная гибридизация, могут обнаруживать геномные усиления или делеции, приводящие к LOH. Однако массивы SNP обладают дополнительным преимуществом, заключающимся в возможности обнаружения копийно -нейтрального LOH (также называемого монородительской дисомией или преобразованием генов). Копи-нейтральный LOH - это форма аллельного дисбаланса. В копийно-нейтральном LOH отсутствует один аллель или целая хромосома от родителя. Эта проблема приводит к дублированию другого родительского аллеля. Копи-нейтральный LOH может быть патологическим. Например, предположим, что аллель матери дикого типа и полностью функциональный, а аллель отца мутировал. Если материнский аллель отсутствует, а у ребенка есть две копии мутантного аллеля отца, может возникнуть заболевание.

Наборы SNP с высокой плотностью помогают ученым идентифицировать закономерности аллельного дисбаланса. Эти исследования имеют потенциальное прогностическое и диагностическое применение. Поскольку LOH так часто встречается при многих раковых заболеваниях человека, массивы SNP имеют большой потенциал в диагностике рака. Так , например, недавние исследования SNP массива показали , что твердые опухоли , такие как раки желудка и рак печени шоу LOH, как это делают без твердых злокачественных опухолей , таких как гематологические злокачественные новообразования , ALL , МДС , ХМЛ и другие. Эти исследования могут дать представление о том, как развиваются эти заболевания, а также информацию о том, как разработать методы лечения этих заболеваний.

Селекция ряда видов животных и растений произвела революцию с появлением массивов SNP. Метод основан на прогнозировании генетической ценности путем включения отношений между людьми на основе данных массива SNP. Этот процесс известен как геномный отбор. Массивы для конкретных культур находят применение в сельском хозяйстве.

использованная литература

дальнейшее чтение