SNP -array - SNP array

Se även: DNA -mikroarray och SNP -genotypning

I molekylärbiologi , SNP array är en typ av DNA-mikroarray som används för att detektera polymorfismer inom en population. En enda nukleotidpolymorfism (SNP), en variation på ett enda ställe i DNA , är den vanligaste typen av variation i genomet. Omkring 335 miljoner SNP har identifierats i det mänskliga genomet , varav 15 miljoner förekommer vid frekvenser på 1% eller högre i olika populationer världen över.

Principer

De grundläggande principerna för SNP -array är desamma som DNA -mikroarrayen. Dessa är konvergensen av DNA -hybridisering , fluorescensmikroskopi och fast yt -DNA -fångst. De tre obligatoriska komponenterna i SNP -matriserna är:

  1. En uppsättning som innehåller immobiliserade allelspecifika oligonukleotid (ASO) prober.
  2. Fragmenterade nukleinsyrasekvenser av målet, märkta med fluorescerande färgämnen.
  3. Ett detekteringssystem som registrerar och tolkar hybridiseringssignalen .

ASO -sonderna väljs ofta baserat på sekvensering av en representativ panel av individer: positioner som visar sig variera i panelen vid en viss frekvens används som grund för sonder. SNP -chips beskrivs i allmänhet av antalet SNP -positioner de analyserar. Två prober måste användas för varje SNP -position för att detektera båda allelerna; om endast en sond användes skulle experimentellt misslyckande inte kunna skiljas från homozygositet hos den icke-sonderade allelen.

Ansökningar

DNA -kopieringsprofil för T47D -bröstcancercellinjen (Affymetrix SNP Array)
LOH -profil för T47D -bröstcancercellinjen (Affymetrix SNP Array)

En SNP -array är ett användbart verktyg för att studera små variationer mellan hela genomer . De viktigaste kliniska tillämpningarna av SNP -arrays är för att bestämma mottaglighet för sjukdomar och för att mäta effekten av läkemedelsbehandlingar som är utformade specifikt för individer. Inom forskning används SNP-matriser oftast för genom-omfattande associeringsstudier . Varje individ har många SNP: er. SNP-baserad genetisk kopplingsanalys kan användas för att kartlägga sjukdomsplatser och bestämma gener för sjukdomskänslighet hos individer. Kombinationen av SNP -kartor och SNP -matriser med hög densitet gör att SNP kan användas som markörer för genetiska sjukdomar som har komplexa egenskaper . Till exempel har genomomfattande associeringsstudier identifierat SNP som är associerade med sjukdomar som reumatoid artrit , prostatacancer , En SNP-array kan också användas för att generera en virtuell karyotyp med hjälp av programvara för att bestämma kopiantalet för varje SNP på arrayen och sedan justera SNP: erna i kromosomal ordning.

SNP kan också användas för att studera genetiska abnormiteter vid cancer. Till exempel kan SNP -matriser användas för att studera förlust av heterozygositet (LOH). LOH uppstår när en allel av en gen muteras på ett skadligt sätt och den normalt fungerande allelen går förlorad. LOH förekommer vanligen vid onkogenes. Till exempel hjälper tumörundertryckande gener att hindra cancer från att utvecklas. Om en person har en muterad och dysfunktionell kopia av en tumörsuppressorgen och hans andra, funktionella kopia av genen skadas, kan de bli mer benägna att utveckla cancer.

Andra chipbaserade metoder som jämförande genomisk hybridisering kan upptäcka genomiska vinster eller raderingar som leder till LOH. SNP-matriser har emellertid en ytterligare fördel med att kunna detektera kopieringsneutral LOH (även kallad uniparental disomi eller genomvandling ). Kopieringsneutral LOH är en form av allelisk obalans. I kopienutral LOH saknas en allel eller hel kromosom från en förälder. Detta problem leder till dubblering av den andra föräldraallelen. Kopieringsneutral LOH kan vara patologisk. Säg till exempel att moderns allel är vildtyp och fullt fungerande, och faderns allel är muterad. Om moderns allel saknas och barnet har två kopior av faderns mutanta allel kan sjukdom uppstå.

SNP -matriser med hög densitet hjälper forskare att identifiera mönster för allelisk obalans. Dessa studier har potentiella prognostiska och diagnostiska användningsområden. Eftersom LOH är så vanligt i många mänskliga cancerformer har SNP -matriser stor potential inom cancerdiagnostik. Till exempel har senaste SNP-arraystudier visat att solida tumörer som magcancer och levercancer visar LOH, liksom icke-fasta maligniteter som hematologiska maligniteter , ALL , MDS , CML och andra. Dessa studier kan ge insikter om hur dessa sjukdomar utvecklas, samt information om hur man skapar terapier för dem.

Uppfödning av ett antal djur- och växtarter har revolutionerats genom uppkomsten av SNP -arrays. Metoden är baserad på förutsägelse av genetisk merit genom att införliva relationer mellan individer baserat på SNP -arraydata. Denna process är känd som genomiskt urval. Grödespecifika matriser får användning inom jordbruket.

Referenser

Vidare läsning