Gen Arama Yordamı ve Nörolojik Hastalıklarla İlgili Gen Keşfi Çalışmalarına Türkiye den Örnekler

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Gen Arama Yordamı ve Nörolojik Hastalıklarla İlgili Gen Keşfi Çalışmalarına Türkiye den Örnekler"

Gülistan Karakoç
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Gen Arama Yordamı ve Nörolojik Hastalıklarla İlgili Gen Keşfi Çalışmalarına Türkiye den Örnekler Doç. Dr. Sibel Aylin Uğur İstanbul Üniversitesi Deneysel Tıp Araştırma Enstitüsü-Genetik 13. Ulusal Sinirbilim Kongresi 03 Mayıs 2015

2 Gen Arama Yordamı: Tüm Genom Analizler Bağlantı Analizi: Tüm Genom Genotipleme Yeni Nesil Dizileme Homozigotluk Haritalaması Kopya Sayısı Değişiklikleri Mikrosattelitler SNP ler Tüm Ekzom Dizileme SNP ve/veya ekzom verisi SNP/CGH array, yeni nesil dizileme LOD Skor Analizi: Aday Bölge Öncelikli Varyantlar Aday homozigot bölgeler Aday CNV bölgeleri

3 Türkiye de Gen Arama Akraba evliliklerinin sıklığı ve geniş ailelerin varlığı tek genle kalıtılan nadir hastalıkların ortaya çıkma olasılığını arttırmaktadır Bu durum özellikle tek bir atadan kalıtılan otozomal çekinik hastalıkların bu genetik modele bağlı olarak bağlantı analizi ve/veya yeni nesil dizileme teknikleri ile araştırılmasını ve sorumlu genlerin bulunmasını kolaylaştırmaktadır

4 Gen Arama Yordamı: Aile Çalışmaları Uygun genetik modelin seçilmesi Aile hikayesi Akrabalık ilişkileri Klinik ayrıştırma Uygun sayıda bireyin genetik analizi Aile içinde varyantın hastalıkla segregasyonu Farklı ama benzer fenotipli ailelerde aynı gende bozukluklar

5 Genetik Bağlantı Analizi

6 Genetik Bağlantı Analizi (Linkage Analysis) Genetik bağlantı, bir kromozom üzerindeki belirli bölgelerin (=lokusların) mayoz sonrası beraberce kalıtılması durumudur Aile çalışmalarında nesiller arası rekombinasyonları inceler Rekombinasyonlar genetik belirteç olarak kullanılan DNA polimorfizimleri ile takip edilir Hastalık ile birlikte taşınan genetik belirteç(ler) aranır Hastalıkla ilişkili olabilecek genleri içeren lokuslar

7 Genetik Belirteçler Mikrosatelitler: Tekrar dizilerinin kopya sayılarındaki değişimler Çocuk 4 Çocuk 3 Çocuk 2 Çocuk 1 Anne Baba Genotipler Tek Nokta Polimorfizimleri (SNP): ~ bazda bir oluşurlar. Günümüzde en yaygın kullanım alanı DNA-SNP çipleridir

Bağlantı ve θ değeri Bağlantı analizinin temeli yeri bilinen genetik belirteç (B) ile yeri bilnmeyen hastalık bölgesi (H) arasındaki θ değerini tahmin etmek ve 0,5 ten küçük olup

8 Bağlantı ve θ değeri Bağlantı analizinin temeli yeri bilinen genetik belirteç (B) ile yeri bilnmeyen hastalık bölgesi (H) arasındaki θ değerini tahmin etmek ve 0,5 ten küçük olup olmadığını test etmektir Bu test istatistiksel olarak LOD Skor Analizi ile yapılır Bağlantı H B H B Genetik Belirteç Haritası Rekombinasyon yok (θ = 0) Bağımsız tertiplenme (θ = 0.5)

9 Bilgisayarlı LOD skor analizi Karmaşık aile ağaçlarında LOD skor analizi yapabilmek için aile ağacına ve kullanılan belirteç türü ve sayısına göre çeşitli programlar kullanılır 3'den büyük bir LOD skoru, bağlantı olduğuna dair kanıt sayılır (1:1000 olasılık) Öte yandan, -2'den küçük bir skor elde edildiğinde, bağlantı olmadığı düşünülür

10 İki ve çok noktalı LOD skor analizi İki Noktalı LOD Skor Analizi: İki bölge arasında yapılan analiz; örneğin hastalık lokusu ve bir belirteç Çok Noktalı LOD Skor Analizi: Hastalık lokusunun yerinin bulunması amacıyla çok sayıda belirtecin aynı anda rölatif genetik haritalarının da kullanılmasıyla yapılan analiz

11 easylinkage Platformu Farklı program seçenekleri ile Bağlantı ve Haplotip Analizleri (GeneHunter, Allegro, Merlin, SimWalk2)

12 Zayıf Yönler Küçük aileler, sporadik vakalar Aday genlerin seçiminde yanlılık Çok gene sahip, geniş aday bölgeler Belli genlere doğru seçilim Fonksiyonu/ekspresyon profili bilinen genler Az ekzonlu, küçük genler Nadir bir allelin hastalıkla ilişkilendirilmesi Genetik heterojenite

13 Tüm exome dizileme

14 Tüm exome dizileme (Whole exome sequencing, WES) Ekzom: Genomun fonksiyonel bölgelerine toplu bir bakış

15 Nadir Hastalıkların Genetiği Tek gene bağlı nadir hastalıklar Son 25 yılda %50 ilişkili gen tanımlanmıştır 2020 ye kadar neredeyse tamamının tanımlanması öngörülmekte: Yeni nesil dizileme Bazı yaygın hastalıklarda (MR, şizofreni, otizm vs) Yüksek genetik heterojenite Kuvvetli etkiye sahip nadir varyasyonlar

16 WES Mendel tipi hastalıklar Genomun kodlayan %1-2 lik kısmı Genetik kaynağı bilinen mendel tipi hastalıkların %85 i protein kodlayan bölgelerde 3-4 milyon < varyant/wes Tüm genom dizilemeye göre ucuz ve küçük boyutlu veri

17 WES: Varyant önceliği İlişkili varyant Protein dizisini etkileyenler Kodlayan ve kırpılma bölgelerinde yer alan varyantlar Ekzomdaki tüm varyantlar

18 Tüm varyantlar (3 bağımsız birey)

19 WES ile Hastalık Geni Araştırma Stratejileri 1. Kalıtılan varyantların tespiti 2. Ortak olan/olmayan varyantların tespiti 3. Aday genlerdeki varyantların tespiti

20 Kalıtılan Varyantların Tespiti: Parametrik Yaklaşım Bağlantı Stratejisi Homozigotluk Stratejisi Çift-vuruş etkisi

21 Parametrik Strateji Pedigree içinden hasta/sağlıklı bireylerin dizilenmesi ve parametrik modele göre varyantların filtrelenmesi Hastalar en uzak akrabalık Parametrik Model: ön koşullanma Kalıtım kalıbı (çekinik/baskın) Penetrans faktörü Hastalık allelinin sıklığı Kalıtılan Varyasyonlar

WES ile Kalıtılan Varyasyonların Tespiti Otozomal Çekinik-Akraba Evliliği Otozomal Çekinik Hastalarda homozigotluk Ebeveynlerde heterozigotluk Hastalarda kompound heterozigotluk Ebeveynlerde

22 WES ile Kalıtılan Varyasyonların Tespiti Otozomal Çekinik-Akraba Evliliği Otozomal Çekinik Hastalarda homozigotluk Ebeveynlerde heterozigotluk Hastalarda kompound heterozigotluk Ebeveynlerde heterozigot varyant Ortak Homozigotluk Çift-vuruş etkisi X e bağlı Çekinik Otozomal Dominat Kadınlarda X- kromozom varyantları Erkekelerde X-kromozom varyantları Hastalarda heterozigot varyantlar Sağlıklılarda heterozigot varyantlar

23 Klasik Yaklaşım + WES DNA SNP Chip Veri Analizi Bağlantı analizi ve WES paralel işleyebilir 2 bağımsız ve tarafsız yöntem WES için yeni ve kuvvetli bir filtre Ön bilgi: Bağlantı/Homozigotluk (a) (b) 22q WES: Aday Bölge Lod Skor: Chr 1 23 WES filtre: chr 22q WES filtre: Ortak homozigotluk

24 Bağlantı Analizi (SNP Genotipleme ve LOD Skor) WES 1 varyant ortak (TMPRSS4) Lahiry et al., 2013, Orphanet Journal of Rare Diseases, 8:126

25 Ortak olan/olmayan varyantların tespiti Anne Heterozigot Varyantlar Baba Heterozigot Varyantlar Çocuk Heterozigot Varyantlar Bağımsız bireylerde ortak varyantlar: Örtüşme stratejisi Triolarda ortak olmayan/kalıtılmayan varyant: De novo strateji

26 Öncelikli Varyantlar Nonsense Varyant FrameShift Varyant Splice-Site Varyant Sinonim Olmayan Varyant

27 Teşekkürler!

Benzer belgeler

Yeni Nesil Genomik Sistemler. ve Uygulamaları

Yeni Nesil Genomik Sistemler. ve Uygulamaları Yeni Nesil Genomik Sistemler ve Uygulamaları Sunum Başlıkları Mikroarray Sistemleri (iscan) Ekspresyon Array SNP Array Metilasyon Array Yeni Nesil Dizileme Teknolojileri Ekspresyon Array Tüm Genom Gen