千人基因组遗传变异的整合图谱

千人基因组计划（the 1000 Genomes Project）旨在建立可以帮助人们理解遗传变异在疾病发生过程中作用的综合资源，这些资料包含了人类遗传变异的地域性和功能性的特征。该计划收集了来自欧洲、东亚、撒哈拉以南非洲地区和美洲共14个民族的1092名个体的基因组资料，构成一个低覆盖度全基因组和外显子组测序的整合数据库。

千人基因组视角下的人类起源演化

千人基因组工程作为大规模基因组测序时代的一个里程碑计划,与此前的人类基因组计划和人类基因组单体型图谱计划一起成为推动人类遗传学研究发展的重大公共科学事件.利用该计划所产生的人类群体全基因组测序数据,研究人员可以从一个前所未有的深度探寻人类遗传多样性与人类起源、演化、疾病之间的关系.本文从千人基因组计划发展的历史轨迹以及利用这一大规模数据集所开展的人类遗传学研究成果等方面入手,对大数据时代背景下人类遗传演化研究的特点进行了梳理和总结,并对未来基于如千人基因组这类大规模人类遗传数据工程的工作做了展望.

微单倍型遗传标记的法医基因组学研究

微单倍型(microhaplotype,MH)是在一定DNA片段范围之内,由至少两个单核苷酸多态性位点组成的遗传标记。MH兼具无stutter伪峰、多态性丰富以及扩增子较小等特点,有望成为法医学上的一种新型遗传标记。为了从全基因组维度上分析MH的特征,进一步发掘其应用潜能,本研究基于千人基因组计划中105个中国南方汉族个体的全基因组测序数据,构建了迄今为止最全面的MH数据集。结果表明,人类基因组中350 bp范围之内的MH位点数量共计9,490,075个,且微单倍型分布密度对染色体变异水平具有提示作用。从多种碱基跨度范围对MH的多态性分析表明,其多态性潜能可达到或者超过常用短串联重复序列位点的水平。此外,本文归纳总结了MH组装灵活等特点,并提出了构建微单倍型数据库的方案。

多基因组索引研究及其改进序列比对算法

目前的多基因组比对算法需要大量时间和内存开销,多基因组索引(MuGI)的比对算法速度较快,但未能利用多基因组重复信息。为此,提出一种改进的MuGI索引比对算法。运用带单核苷酸多态性剪枝的动态种子扩展算法及多基因组的重复信息,提高比对速度。同时采用按需读取索引的内存管理策略,提高算法的空间效率。实验结果表明,改进算法仅需6 GB运行内存,即可在1 092人基因组上进行比对,并且误配阈值为5的比对速度为MuGI算法的3倍左右。

儿童华法林药动和药效相关基因型频率和通路富集研究

目的探讨华法林药动和药效相关基因位点的人群频率差异,为华法林药物基因组学研究提供基础数据。方法利用复旦大学附属儿科医院(我院)620例全外显子测序(WES)数据,对公共数据库中已报道的华法林药物相关位点计算等位基因频率。与千人基因组东亚人和欧洲人的等位基因频率进行比较。结果我院620例WES数据共检测到27个药物相关的多态性位点,涉及12个基因。27个华法林药物相关位点中,3个位点在这3组人群间差异无统计学意义(P≥0.01);10个位点在我院WES数据与千人基因组东亚人等位基因频率差异无统计学意义(P≥0.01)、与千人基因组欧洲人等位基因频率差异有统计学意义(P<0.01);1个位点我院WES数据与千人基因组东亚人等位基因频率差异有统计学意义(P<0.01)、与千人基因组欧洲人等位基因频率差异无统计学意义(P≥0.01);13个位点在我院WES数据与千人基因组东亚人、欧洲人等位基因频率差异均有统计学意义(P<0.01)。结论华法林已报道的药物相关位点存在明显种族差异性,明确其变异为制定华法林个体化给药的精准医疗提供了基础数据。

基因测序计划知多少

2008年1月开始的国际千人基因组计划(1KGP)是一项旨在建立迄今为止最详细的人类遗传变异目录的国际研究工作,其收集了来自四个不同洲的数千人的遗传多样性基因组序列,可帮助解决与疾病相关的遗传变异。2010年,该计划试验阶段已完成,取得丰硕成果。第一是获得了迄今最详尽的人类基因多态性图潜,第二是探索出了研究基因多态性的新技术手段。

药物转运蛋白相关单核苷酸多态性在中国汉族健康人群中的分布

目的研究中国汉族健康人群中药物转运蛋白相关单核苷酸多态性(SNP)的分布频率。方法用已建立的快速聚合酶链式反应(PCR)分型方法以及PCR测序对中国健康汉族志愿者有机阴离子转运多肽1B1(OATP1B1)、OATP1B3、有机阳离子转运体1(OCT1)、P-糖蛋白(P-gp)、多药耐药相关蛋白2(MRP2)以及乳腺癌耐药蛋白(BCRP)等6种药物转运蛋白的10个SNPs进行测定。计算等位基因分布频率,并与千人基因组计划中的不同人群比较等位基因频率的分布差异。结果 OATP1B1 388A>G、OATP1B1 521T>C、OATP1B3699G>A、OCT1 181C>T、OCT1 1393G>A、OCT1 1258del A、MDR1 3435T>C、MRP2-24C>T、BCRP 421C>A以及BCRP 376C>T的次要等位基因频率在中国汉族健康人中分别为26.97%,6.25%,23.91%,0,0,0,38.47%,18.52%,31.97%以及1.48%。试验组和非洲人群的等位基因分布频率比较,OATP1B3699G>A突变频率分别为76.09%,35.63%;MDR1 3435T>C突变频率分别为61.53%,85.02%;MRP2-24C>T突变频率分别为18.52%,3.10%;BCRP421C>A突变频率分别为31.97%,1.29%,差异均有统计学意义(P<0.05)。试验组和美国人群的等位基因分布频率比较,OATP1B1 388A>G突变频率分别为26.97%,47.26%;BCRP 421C>A突变频率分别为31.97%,14.12%,差异均有统计学意义(P<0.05)。试验组和欧洲人群的等位基因分布频率比较,OATP1B1 388A>G突变频率分别为26.97%,40.26%;OATP1B1 521T>C突变频率分别为6.25%,16.10%;OCT1 181C>T突变频率分别为0,6.26%;BCRP421C>A突变频率分别为31.97%,9.44%,差异均有统计学意义(P<0.05)。试验组和日本人群的等位基因分布频率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论部分转运蛋白基因多态性存在显著的种族差异。分析药物代谢相关转运蛋白的基因多态性在中国人中的分布频率是指导临床用药的重要依据。