Cell:通过QTL分析发现基因调控变异

【字体: 时间:2017年11月07日 来源:生物通

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  表达数量性状基因座分析(eQTL)可以用于鉴定个体之间的遗传变异如何导致个体间基因表达差异。11月2日Cell杂志“SnapShot: Discovering Genetic Regulatory Variants by QTL Analysis”一文,介绍了基因组学和蛋白质组学分析检测eQTL的基本原理及其在细胞的多种分子性状中的应用。

  

生物通报道:在高等生物中,许多重要生理性状及复杂疾病都是数量性状,如农作物的产量和人类的高血压、糖尿病等,这些复杂性状受到多个基因和环境因素的控制。为了有效地研究多基因控制的复杂性状,数量性状基因座(QTL)分析技术在20世纪90年代应运而生,有效地将控制数量性状的众多主效基因定位在相应的染色体上。

表达数量性状基因座分析(eQTL)可以用于鉴定个体之间的遗传变异如何导致个体间基因表达差异。11月2日Cell杂志“SnapShot: Discovering Genetic Regulatory Variants by QTL Analysis”一文,介绍了基因组学和蛋白质组学分析检测eQTL的基本原理及其在细胞的多种分子性状中的应用。

大规模测序研究:从遗传变异到功能

来自欧洲9个国家超过50名科学家对约460名个体进行大规模RNA测序和microRNA测序,鉴定数百万个遗传变异如何影响基因表达的变化,这460人来自千人基因组计划,覆盖5个群体:CEPH、 Finns、British、Toscani和Yoruba。这也是有史以来最大的群体水平RNA测序研究。

他们发现了影响大部分基因的调控的普遍存在的遗传变异,其中转录结构和表达水平的变化同样普遍,但从遗传上来说在很大程度上是独立的。对因果性调控变化的鉴定有助于了解调控和“功能丧失”变化的细胞机制,同时也有助于推测几十个疾病相关位点的致病变异。

人类基因表达差异图谱

在一篇Science文章中,研究人员分析了来自175名个体和43个不同组织类型的1,600多个组织样本的基因活性读值。研究人员通过测量RNA来评估了基因的活性。他们致力分析了9种最容易获得的组织类型的样本,包括脂肪、心脏、肺、骨骼肌、皮肤、甲状腺、血液、胫动脉和神经。

每个细胞的基因组蓝图都是相同的,但随着时间的推移开启及关闭的一组基因以及这些基因的表达水平却造成了肾细胞和肝细胞的差异。GTEx研究人员借助于一种叫做表达数量性状基因座(eQTL)分析的方法,测量了变异对基因表达活性的影响。eQTL是指特定基因组位置上的一个变异与特异组织中基因活性水平的关联。GTEx的其中一个目标就是要鉴别出所有基因的eQTLs,并评估它们是否对多个组织造成了影响。

研究人员发现了一组在不同组织类型之间具有普遍活性的变异。事实上,大约一半蛋白质编码基因的eQTLs在所有9种组织中活化。他们在研究的每种组织中鉴别出了大约900-2,200个eQTL基因——与附近基因组变异有关联的基因,所有的组织则有6,486个eQTL基因。

GTEx人类基因组监管密码

身体里每个细胞都携带相同的DNA,但不同组织细胞却可以拥有不同功能。“基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression,GTEx)”项目试图找到隐藏着的答案。

通过表达定量性状遗传位点(expression quantitative trait loci,eQTL)绘图策略,研究人员生成了遗传变异和基因表达关联的综合性目录,范围覆盖许多组织和人群。

除了已发表的文章,GTEx为整个科学界提供了一个资源宝库,包括可调用的原始数据(www.ncbi.nlm.nih.gov/gap)和处理好的数据(www.gtexportal.org)。尽管联盟所采用的样本收集、质量控制、数据标准化和组织化工作方式可能不是最尖端的(因为已经开展好几年了),但因其工作的彻底化和结果的透明公开化,这些数据可以很容易地被其他研究人员查询和重新审视。《NATURE》6篇文章总结GTEx人类基因组监管密码

(生物通:万纹)

原文标题:

SnapShot: Discovering Genetic Regulatory Variants by QTL Analysis

 

 

 

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