조상 정보 표식

Ancestry-informative marker
AIMS는 5개의 유럽 "클러스터"를 식별하는 데 사용될 수 있음

인구유전학에서 조상정보표지자(AIM)는 단일 뉴클레오티드 다형성으로서, 서로 다른 모집단 간에 실질적으로 다른 주파수를 나타낸다. 많은 AIM 집합을 사용하여 각 모집단에서 파생된 개인의 조상의 비율을 추정할 수 있다.

단일 뉴클레오티드 다형성(single-nucleotide polymorphism)은 DNA 염기서열 내에서 단일 뉴클레오티드 염기서열을 변형한 것이다.[1] 약 1,500만 개의 단일 뉴클레오티드 다형성(SNP) 사이트(약 30억 개의 염기쌍 또는 약 0.4%)가 있으며, 그 중에서 AIM이 잠재적으로 선택될 수 있다.[2] 조상과 관련된 SNP는 흔히 Y염색체와 미토콘드리아 DNA로 추적되는데, 이 두 영역 모두 한 부모로부터 물려받아 부모의 유전자 재조합과 함께 오는 복잡성을 제거하기 때문이다.[3][page needed] SNP 돌연변이는 드물기 때문에 SNP가 포함된 시퀀스는 각 세대를 변형하기보다는 세대를 거쳐 전해지는 경향이 있다. 그러나 주어진 SNP는 모집단에서 비교적 일반적이기 때문에 분석가들은 누군가의 조상을 결정하기 위해 SNP 그룹(기타 AIMS)을 조사해야 한다. 겉보기 오류율과 개선된 베이지안 추정과 같은 통계적 방법을 사용하면 특정 조상을 예측하는 데 가장 높은 정확도를 가진 SNPs 집합을 찾을 수 있다.[4]

게놈 전체에서 다소 균일하게 간격을 두고 이러한 표식자들의 집합을 조사하는 것도 혼합물 연결의 불안정성에 의한 혼합물 지도나 지도라고 불리는 기술에서 복잡한 질병의 기저에 있는 새로운 유전자를 발견하는 비용 효과적인 방법이다.

한 예로, 더피 널 알레르레(FY*0)는 사하라 이남 아프리카인의 거의 100%의 주파수를 가지고 있지만, 이 지역 이외의 인구에서 매우 드물게 발생한다. 따라서 이 문제를 가지고 있는 사람은 사하라 사막 이남의 아프리카 조상을 가질 가능성이 더 높다. 140 AIMS를 사용해 한족과 한족의 조상을 뚜렷이 구별할 수 있다.[5]

유럽 내에서 조상의 지리적 기원을 추정할 수 있는 AIM의 컬렉션이 개발되었다.[6]

고대 DNA 데이터베이스의 발달에 따라, 고대의 조상-정보 표식기(aIM)는 유사하게 서로 다른 고대 인구 사이에 실질적으로 다른 주파수를 보이는 단일 뉴클레오티드 다형성(single-nucleotide polymorism)으로 정의되었다. 일련의 aAIM은 고대 인구의 조상을 식별하고 결국 현대 개인과의 유전적 유사성을 수량화하는 데 사용될 수 있다.[7]

발견 및 개발

조상-정보 표지의 발견은 차세대 염기서열분석(NGS)의 개발로 가능해졌다. NGS는 특정한 유전자 배열을 분리함으로써 유전자 표지의 연구를 가능하게 한다.[8] 그러한 시퀀스 추출 방법 중 하나는 사용 제한 효소, 특히 DNA 시퀀스를 수정하는 엔도누클리스다. 이 효소는 DNA 리가아제와 함께 사용될 수 있으며, 다른 유기체의 DNA를 삽입하여 DNA를 변형시킨다.[9] 또 다른 방법인 cDNA 염기서열(RNA-seq)은 광범위한 유기체에서 대본체 정보를 획득하고 DNA 염기서열 내에서 SNP(단일 뉴클레오티드 다형성)를 찾는 데 도움을 줄 수 있다.

적용들

조상의 유익한 지표들은 유전자 연구, 포렌식, 그리고 민간 산업에서 많은 응용 프로그램을 가지고 있다. 제2형 당뇨병과 신장병 등 질병의 소인을 나타내는 AIM은 혼화재 지도화 소프트웨어를 사용할 때 조상 지도화에서 유전적 혼화물의 영향을 줄이는 것으로 나타났다.[10] 조상-정보 표지의 차등적 능력은 과학자들과 연구자들이 관심 있는 지리적 인구를 좁힐 수 있게 해준다. 예를 들어, 불법 장기 밀거래는 장기 수취인으로부터 채취한 샘플을 비교하고 그들의 몸 속에 있는 외래 표식을 해독함으로써 특정 영역으로 추적될 수 있다.[11] 23andMe와 조상과 같은 일련의 개인 회사DNA는 지리적 기원을 결정하기 위해 조상 정보 표지를 분석하여 비용 효율적인 소비자 직접 연결(DTC) 유전자 검사를 제공한다. 이러한 민간 기업들은 생물학적 샘플과 자체 보고된 정보와 같은 방대한 양의 데이터를 소비자들로부터 수집하는데, 이것은 그들의 연구자들이 AIM에 대해 더 많은 통찰력을 발견할 수 있게 해준다.[12]

AIM 패널은 질병 검사에 유용할 수 있지만 유전정보 차별금지법(GINA)은 유전정보를 보험과 직장 차별에 사용하지 못하도록 하고 있다.[13]

의학연구

다른 조상들의 특성과 질병에 대한 그들의 소속은 과학자들이 특정 인구에 대한 적절한 치료법을 결정하는데 도움을 줄 수 있다.[14] 의학 연구원들은 조상의 특성과 몇몇 일반적인 질병 사이의 연관성을 밝혀냈다. 예를 들어, 아프리카 혈통의 사람들은 유럽 혈통의 것들보다 천식의 위험이 더 높은 것으로 밝혀졌다.[15]

AIM 패널은 질병 위험 요인을 검출하는 데 사용될 수 있다. 그러한 패널 중 하나는 상업적으로 이용 가능한 SNP 어레이의 하위 세트를 기반으로 아프리카계 미국인의 조상을 위해 만들어졌다. 이러한 유형의 배열은 연구자들이 전체 게놈 대신 조상의 표지를 검사할 수 있도록 하기 때문에 위험 요인을 식별하는 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 이는 이러한 SNP 어레이가 필요한 선별 범위를 수십만 개의 SNP 마커에서 몇 천 개의 AIM 패널로 좁히기 때문이다.[16]

어떤 사람들은 질병에 대한 유전적 연관성을 더 잘 확인하기 위해 구조화된 개체군이 연구에 사용되어야 한다고 믿는 반면, 그러한 연구에서 야기될 수 있는 잠재적인 인종적 오명성의 사회적 함의가 주요 관심사다. 그러나, 양 외 연구원이 수행한 연구. (2005)는 인간 질병의 조상에 따른 변동을 더 심층적으로 연구하고 규명하는 기술이 이미 존재함을 시사한다.[14]

참고 항목

참조

  1. ^ "Polymorphism (genetics)". AccessScience. doi:10.1036/1097-8542.535500.
  2. ^ Pennisi Elizabeth (2007). "Human Genetic Variation". Science. 318 (5858): 1842–1843. doi:10.1126/science.318.5858.1842. PMID 18096770.
  3. ^ Houck, Max M; Houck, editor.), Max M; (Firm), ProQuest (2015). Forensic biology. Oxford, England ; San Diego, California : Academic Press. ISBN 9780128007112.CS1 maint: 추가 텍스트: 작성자 목록(링크)
  4. ^ Sampson, Joshua N.; Kidd, Kenneth K.; Kidd, Judith R.; Zhao, Hongyu (2011-06-14). "Selecting SNPs to Identify Ancestry". Annals of Human Genetics. 75 (4): 539–553. doi:10.1111/j.1469-1809.2011.00656.x. ISSN 0003-4800. PMC 3141729. PMID 21668909.
  5. ^ Qu, Hui-Qi; Li, Quan; Xu, Shuhua; McCormick, Joseph B.; Fisher-Hoch, Susan P.; Xiong, Momiao; Qian, Ji; Jin, Li (2012). "Ancestry Informative Marker Set for Han Chinese Population". G3: Genes, Genomes, Genetics. 2 (3): 339–341. doi:10.1534/g3.112.001941. PMC 3291503. PMID 22413087.
  6. ^ Bauchet, Marc; McEvoy, Brian; Pearson, Laurel N.; Quillen, Ellen E.; Sarkisian, Tamara; Hovhannesyan, Kristine; Deka, Ranjan; Bradley, Daniel G.; Shriver, Mark D. (2007). "Measuring European Population Stratification with Microarray Genotype Data". The American Journal of Human Genetics. 80 (5): 948–956. doi:10.1086/513477. PMC 1852743. PMID 17436249.
  7. ^ Elhaik, Eran; Pirooznia, Mehdi; Syed, Syakir; Das, Ranajit; Esposito, Umberto (2018-12-12). "Ancient Ancestry Informative Markers for Identifying Fine-Scale Ancient Population Structure in Eurasians". Genes. 9 (12): 625. doi:10.3390/genes9120625. PMC 6316245. PMID 30545160.
  8. ^ Davey, John W.; Hohenlohe, Paul A.; Etter, Paul D.; Boone, Jason Q.; Catchen, Julian M.; Blaxter, Mark L. (July 2011). "Genome-wide genetic marker discovery and genotyping using next-generation sequencing". Nature Reviews Genetics. 12 (7): 499–510. doi:10.1038/nrg3012. ISSN 1471-0056. PMID 21681211.
  9. ^ Loenen, Wil A. M.; Dryden, David T. F.; Raleigh, Elisabeth A.; Wilson, Geoffrey G.; Murray, Noreen E. (2013-10-18). "Highlights of the DNA cutters: a short history of the restriction enzymes". Nucleic Acids Research. 42 (1): 3–19. doi:10.1093/nar/gkt990. ISSN 1362-4962. PMC 3874209. PMID 24141096.
  10. ^ Keene, Keith L.; Mychaleckyj, Josyf C.; Leak, Tennille S.; Smith, Shelly G.; Perlegas, Peter S.; Divers, Jasmin; Langefeld, Carl D.; Freedman, Barry I.; Bowden, Donald W. (2008-07-25). "Exploration of the utility of ancestry informative markers for genetic association studies of African Americans with type 2 diabetes and end stage renal disease". Human Genetics. 124 (2): 147–154. doi:10.1007/s00439-008-0532-6. ISSN 0340-6717. PMC 2786006. PMID 18654799.
  11. ^ Severini, S.; Carnevali, E.; Margiotta, G.; Garcia-González, M.A.; Carracedo, Á. (2015-12-01). "Use of ancestry-informative markers as a scientific tool to combat the illegal traffic in human kidneys". Forensic Science International: Genetics Supplement Series. 5: e302–e304. doi:10.1016/j.fsigss.2015.09.120. ISSN 1875-1768.
  12. ^ Stoeklé, Henri-Corto; Mamzer-Bruneel, Marie-France; Vogt, Guillaume; Hervé, Christian (2016-03-31). "23andMe: a new two-sided data-banking market model". BMC Medical Ethics. 17 (1): 19. doi:10.1186/s12910-016-0101-9. ISSN 1472-6939. PMC 4826522. PMID 27059184.
  13. ^ Slaughter (April 25, 2007). "Statement of Administration Policy: Genetic Information Nondiscrimination Act (2007)" (PDF).
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  15. ^ Vergara, Candelaria; Caraballo, Luis; Mercado, Dilia; Jimenez, Silvia; Rojas, Winston; Rafaels, Nicholas; Hand, Tracey; Campbell, Monica; Tsai, Yuhjung J. (2009-03-17). "African ancestry is associated with risk of asthma and high total serum IgE in a population from the Caribbean Coast of Colombia". Human Genetics. 125 (5–6): 565–579. doi:10.1007/s00439-009-0649-2. ISSN 0340-6717. PMID 19290544.
  16. ^ Tandon, Arti; Patterson, Nick; Reich, David (2010-12-22). "Ancestry informative marker panels for African Americans based on subsets of commercially available SNP arrays". Genetic Epidemiology. 35 (1): 80–83. doi:10.1002/gepi.20550. ISSN 0741-0395. PMC 4386999. PMID 21181899.
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