质谱SNP检测

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经典案例

案例一 非洲疟疾传播媒介冈比亚按蚊的遗传多样性

Genetic diversity of the African malaria vector Anopheles gambiae

文章杂志:Nature
影响因子:40.137
文章单位:剑桥、牛津等
发表年份:2017.11

一、研究背景

An. gambiae 是非洲 Plasmodium falciparum 的主要传播媒介,使用杀虫剂来进行处理减少了疟疾的发病率和死亡率,但是增加了 An. gambiae 对杀虫剂的抗性,更好的理解导致该现象的分子机制以及生态和进化进程,对于延长杀虫剂使用寿命,加速对传播媒介控制的新策略和工具的发展至关重要。本研究旨在探索不同国家地区 An. gambiae An. coluzzii的群体结构、基因流动情况以及探索耐药性基因。

二、技术路线

样本选择

765个野生样本、
80个实验室样本

检测方法

全基因组重测序、 Sanger、
Sequenom MassARRAY 质谱

数据分析

群体结构、基因流动、
抗性基因等

三、研究结果

1. 全基因组重测序之后,与 AgamP3 参考基因组进行比对,发现了52,525,957 个高质量的 SNP 变异,核苷酸多样性平均为1.5%,显示了蚊子是具有遗传多样性的真核生物。
2. 质谱验证结果与 WGS 结果比较显示,杂合的一致性为97.45%,纯合突变一致性为99.99%。
3. CRISPR/Cas9 靶位点筛选,作者鉴定了863个抗性相关基因,其中包含13个与不育相关的基因的靶位点,并提出基因驱动必须针对同一基因内的多个靶点。
4. 作者分析了两个种之间高度分化的506个 SNP,表明 An. gambiae An. coluzzii 之间具有基因渗入的现象。
5. 基因组表现出杀虫剂耐药基因的正向选择,包括 Vgsc、Gste、Cyp6p 基因等。

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四、研究结论

不同国家地区 An. gambiae An. coluzzii 具有基因流动现象,并具有耐药性基因;该研究探索了蚊子如何应对我们目前的控制措施,为未来如何设计更好的技术和策略对蚊子进行防治提供了指导。

案例二 葡萄糖转移基因 SLC2A2 的变异与使用降压药后的血糖反应有关

Variation in the glucose transporter gene SLC2A2 is associated with glycemic response to metformin

文章杂志:Nature Genetics
影响因子:27.959
文章单位:邓迪大学医学院与加州大学旧金山分校生物工程与治疗科学系
发表年份:2016年

一、研究背景

二甲双弧是典型的降血糖的药物,全球的用户超过了1亿,但是其作用机制尚不清楚。除糖尿病之外,二甲双弧还对其他病有益处,例如脂肪肝、帕金斯病等。但是事实上,很多2型糖尿病人患者不能响应正常剂量的二甲双弧。作者旨在寻找特异性的遗传标记,为精准医疗提供指导。

二、技术路线

样本准备

筛选1,372个样本、
第一阶段1,473样本、
第二阶段1,223样本、
第三阶段10,557欧洲血统
与2,566非欧洲血统样本

检测方法

GWAS 筛选,Sequenom MassArray、
TaqMan 验证

数据分析

Hardy‒Weinberg 平衡、
逻辑回归、遗传分析、meta 分析

三、研究结果

1. 研究者对10,557名欧洲血统参与者进行 Meta 分析,发现在调整 HbA1c 基线时,每个 C 等位基因拷贝都与糖化血红蛋白降低0.07% 有关;不经调整,C 等位基因的等位效果为0.17。

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2. 研究者为缩小候选的致病基因和变异列表而进行了局部 Meta 分析,发现变异型 rs8192675 及其代用物与 HbA1c 降低的相关性最强。研究人员在1,226个符合欧洲血统的肝脏样本中检测了 rs8192675 是否为 eQTL,结果显示 rs8192675 作为 SLC2A2 的最高 cis-eQTL,其中C等位基因的表达降低,表明 rs8192675 位点的 C 等位基因与 SLC2A2 的低表达有关。

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3. 作者研究了 rs8192675 的潜在临床影响,发现肥胖患者的临床潜力更大,C 等位基因纯合子携带者的 HbA1c 百分比比 T 等位基因纯合子携带者降低0.33%。

四、研究结论

该研究建立了 rs8192675 与二甲双弧诱导的 HbA1c 降低之间的强大的多种族队列关系。二甲双胍可改善 SLC2A2 表达降低导致2型糖尿病患者在开始治疗前葡萄糖稳态存在的缺陷,而且在肥胖患者中,rs8192675 可作为分层医学的生物标记。

参考文献

[1] Miles A, Donnelly M J, Stalker J, et al. Genetic diversity of the African malaria vector Anopheles gambiae[J]. Nature, 2017, 552:96‒100.
[2] Zhou K, Yee S W, Seiser E L, et al. Variation in the glucose transporter gene SLC2A2 is associated with glycemic response to metformin[J]. Nature genetics, 2016, 48 (9) :1055.