Matriz SNP
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Ver también: microarrays de ADN y genotipado de SNP

En biología molecular , la matriz de SNP es un tipo de micromatriz de ADN que se utiliza para detectar polimorfismos dentro de una población. Un polimorfismo de un solo nucleótido (SNP), una variación en un solo sitio en el ADN , es el tipo más frecuente de variación en el genoma. Se han identificado alrededor de 335 millones de SNP en el genoma humano , [1] 15 millones de los cuales están presentes en frecuencias del 1% o más en diferentes poblaciones de todo el mundo. [2]

Principios

Los principios básicos de la matriz de SNP son los mismos que los de la micromatriz de ADN. Estos son la convergencia de la hibridación de ADN , la microscopía de fluorescencia y la captura de ADN de superficie sólida. Los tres componentes obligatorios de las matrices SNP son: [3]

  1. Matriz que contiene sondas de oligonucleótidos específicos de alelo (ASO) inmovilizadas .
  2. Secuencias de ácido nucleico fragmentadas de la diana, marcadas con tintes fluorescentes.
  3. Un sistema de detección que registra e interpreta la señal de hibridación .

Las sondas ASO a menudo se eligen basándose en la secuenciación de un panel representativo de individuos: las posiciones que se encuentran que varían en el panel a una frecuencia específica se utilizan como base para las sondas. Los chips de SNP se describen generalmente por el número de posiciones de SNP que analizan. Se deben usar dos sondas para cada posición de SNP para detectar ambos alelos; si solo se usara una sonda, el fracaso experimental sería indistinguible de la homocigosidad del alelo no probado. [4]

Aplicaciones

Perfil de número de copias de ADN para la línea celular de cáncer de mama T47D (Affymetrix SNP Array)
Perfil LOH para la línea celular de cáncer de mama T47D (Affymetrix SNP Array)

Una matriz de SNP es una herramienta útil para estudiar ligeras variaciones entre genomas completos . Las aplicaciones clínicas más importantes de las matrices de SNP son para determinar la susceptibilidad a enfermedades [5] y para medir la eficacia de las terapias con medicamentos diseñadas específicamente para individuos. [6] En la investigación, las matrices de SNP se utilizan con mayor frecuencia para estudios de asociación de todo el genoma . [7] Cada individuo tiene muchos SNP. El análisis de ligamiento genético basado en SNP puede usarse para mapear loci de enfermedades y determinar genes de susceptibilidad a enfermedades en individuos. La combinación de mapas de SNP y matrices de SNP de alta densidad permite que los SNP se utilicen como marcadores de enfermedades genéticas que tienen rasgos complejos.. Por ejemplo, los estudios de asociación de todo el genoma han identificado SNP asociados con enfermedades como la artritis reumatoide , [8] cáncer de próstata , [9] También se puede utilizar una matriz de SNP para generar un cariotipo virtual utilizando software para determinar el número de copias de cada SNP. en la matriz y luego alinear los SNP en orden cromosómico. [10]

Los SNP también se pueden usar para estudiar anomalías genéticas en el cáncer. Por ejemplo, las matrices SNP se pueden utilizar para estudiar la pérdida de heterocigosidad (LOH). La LOH ocurre cuando un alelo de un gen se muta de una manera perjudicial y se pierde el alelo que funciona normalmente. La LOH ocurre comúnmente en la oncogénesis. Por ejemplo, los genes supresores de tumores ayudan a evitar que se desarrolle el cáncer. Si una persona tiene una copia mutada y disfuncional de un gen supresor de tumores y su segunda copia funcional del gen se daña, es más probable que desarrolle cáncer. [11]

Otros métodos basados ​​en chips, como la hibridación genómica comparativa, pueden detectar ganancias o deleciones genómicas que conducen a LOH. Las matrices de SNP, sin embargo, tienen la ventaja adicional de poder detectar LOH de copia neutral (también llamada disomía uniparental o conversión génica). La LOH de copia neutral es una forma de desequilibrio alélico. En la LOH de copia neutral, falta un alelo o un cromosoma completo de uno de los padres. Este problema conduce a la duplicación del otro alelo parental. La LOH de copia neutral puede ser patológica. Por ejemplo, digamos que el alelo de la madre es de tipo salvaje y completamente funcional, y el alelo del padre está mutado. Si falta el alelo de la madre y el niño tiene dos copias del alelo mutante del padre, puede ocurrir la enfermedad.

Los arreglos de SNP de alta densidad ayudan a los científicos a identificar patrones de desequilibrio alélico. Estos estudios tienen usos potenciales de pronóstico y diagnóstico. Debido a que la LOH es tan común en muchos cánceres humanos, las matrices de SNP tienen un gran potencial en el diagnóstico del cáncer. Por ejemplo, estudios recientes de matrices de SNP han demostrado que los tumores sólidos como el cáncer gástrico y el cáncer de hígado muestran LOH, al igual que las neoplasias malignas no sólidas como las neoplasias malignas hematológicas , ALL , MDS , CML y otras. Estos estudios pueden proporcionar información sobre cómo se desarrollan estas enfermedades, así como información sobre cómo crear terapias para ellas. [12]

La reproducción de varias especies de animales y plantas se ha visto revolucionada por la aparición de matrices de SNP. El método se basa en la predicción del mérito genético mediante la incorporación de relaciones entre individuos en función de los datos de la matriz de SNP. [13] Este proceso se conoce como selección genómica. Las matrices de cultivos específicos encuentran uso en la agricultura. [14] [15]

Referencias

  1. ^ "Resumen de dbSNP" . www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 4 de octubre de 2017 .
  2. ^ El Consorcio del Proyecto 1000 Genomas (2010). "Un mapa de la variación del genoma humano de la secuenciación a escala de población" . Naturaleza . 467 (7319): 1061–1073. Código bibliográfico : 2010Natur.467.1061T . doi : 10.1038 / nature09534 . ISSN 0028-0836 . PMC 3042601 . PMID 20981092 .   
  3. ^ LaFramboise, T. (1 de julio de 2009). "Matrices de polimorfismo de un solo nucleótido: una década de avances biológicos, informáticos y tecnológicos" . Investigación de ácidos nucleicos . 37 (13): 4181–4193. doi : 10.1093 / nar / gkp552 . PMC 2715261 . PMID 19570852 .  
  4. ^ Rapley, Ralph; Harbron, Stuart (2004). Análisis molecular y descubrimiento del genoma . Chichester [ua]: Wiley. ISBN 978-0-471-49919-0.
  5. ^ Schaaf, Christian P .; Wiszniewska, Joanna; Beaudet, Arthur L. (22 de septiembre de 2011). "Copiar matrices de números y SNP en diagnóstico clínico". Revisión anual de genómica y genética humana . 12 (1): 25–51. doi : 10.1146 / annurev-genom-092010-110715 . PMID 21801020 . 
  6. ^ Alwi, Zilfalil Bin (2005). "El uso de SNP en estudios de farmacogenómica" . La Revista de Ciencias Médicas de Malasia . 12 (2): 4–12. ISSN 1394-195X . PMC 3349395 . PMID 22605952 .   
  7. ^ El consorcio internacional HapMap (2003). "El Proyecto Internacional HapMap" (PDF) . Naturaleza . 426 (6968): 789–796. Código Bibliográfico : 2003Natur.426..789G . doi : 10.1038 / nature02168 . hdl : 2027,42 / 62838 . ISSN 0028-0836 . PMID 14685227 . S2CID 4387110 .    
  8. ^ Walsh, Alice M .; Whitaker, John W .; Huang, C. Chris; Cherkas, Yauheniya; Lamberth, Sarah L .; Brodmerkel, Carrie; Curran, Mark E .; Dobrin, Radu (30 de abril de 2016). "Desconvolución genómica integrativa de loci GWAS de artritis reumatoide en asociaciones de genes y tipos de células" . Biología del genoma . 17 (1): 79. doi : 10.1186 / s13059-016-0948-6 . PMC 4853861 . PMID 27140173 .  
  9. ↑ Amin Al Olama, A .; et al. (Noviembre de 2010). "La genética de la diabetes tipo 2: ¿qué hemos aprendido de GWAS?" . Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York . 1212 (1): 59–77. Código Bibliográfico : 2010NYASA1212 ... 59B . doi : 10.1111 / j.1749-6632.2010.05838.x . PMC 3057517 . PMID 21091714 .  
  10. ^ Sato-Otsubo, Aiko; Sanada, Masashi; Ogawa, Seishi (febrero de 2012). "Cariotipo de matriz de polimorfismo de un solo nucleótido en la práctica clínica: ¿dónde, cuándo y cómo?". Seminarios de Oncología . 39 (1): 13-25. doi : 10.1053 / j.seminoncol.2011.11.010 . PMID 22289488 . 
  11. ^ Zheng, Hai-Tao (2005). "Pérdida de heterocigosidad analizada por matriz de polimorfismo de un solo nucleótido en cáncer" . Revista mundial de gastroenterología . 11 (43): 6740–4. doi : 10.3748 / wjg.v11.i43.6740 . PMC 4725022 . PMID 16425377 .  
  12. ^ Mao, Xueying; Young, Bryan D; Lu, Yong-Jie (2007). "La aplicación de microarrays de polimorfismo de un solo nucleótido en la investigación del cáncer" . Genómica actual . 8 (4): 219-228. doi : 10.2174 / 138920207781386924 . ISSN 1389-2029 . PMC 2430687 . PMID 18645599 .   
  13. ^ Meuwissen TH, Hayes BJ, Goddard ME (2001). "Predicción del valor genético total utilizando mapas de marcadores densos en todo el genoma" . Genética . 157 (4): 1819–29. PMC 1461589 . PMID 11290733 .  
  14. ^ Hulse-Kemp, Amanda M; Lemm, Jana; Plieske, Joerg; Ashrafi, Hamid; Buyyarapu, Ramesh; Fang, David D; Frelichowski, James; Giband, Marc; Haya, Steve; Hinze, Lori L; Kochan, Kelli J; Riggs, Penny K; Scheffler, Jodi A; Udall, Joshua A; Ulloa, Mauricio; Wang, Shirley S; Zhu, Qian-Hao; Bolsa, Sumit K; Bhardwaj, Archana; Burke, John J; Byers, Robert L; Claverie, Michel; Gore, Michael A; Harker, David B; Islam, Mohammad Sariful; Jenkins, Johnie N; Jones, Don C; Lacape, Jean-Marc; Llewellyn, Danny J; Percy, Richard G; Pepper, Alan E; Polonia, Jesse A; Mohan Rai, Krishan; Sawant, Samir V; Singh, Sunil Kumar; Spriggs, Andrew; Taylor, Jen M; Wang, Fei; Yourstone, Scott M; Zheng, Xiuting; Lawley, Cindy T; Ganal, Martin W; Van Deynze, Allen; Wilson, Iain W; Stelly, David M. (1 de junio de 2015). "Desarrollo de una matriz SNP 63K para algodón y mapeo de alta densidad de poblaciones intraespecíficas e interespecíficas deGossypium spp ". G3: Genes | Genomes | Genetics . Genetics Society of America ( OUP ). 5 (6): 1187–1209. Doi : 10.1534 / g3.115.018416 . ISSN  2160-1836 . S2CID  11590488 .
  15. ^ Rasheed, Awais; Hao, Yuanfeng; Xia, Xianchun; Khan, Awais; Xu, Yunbi; Varshney, Rajeev K .; Él, Zhonghu (2017). "Fichas de mejoramiento de cultivos y plataformas de genotipado: avances, desafíos y perspectivas". Planta molecular . Chin Acad Sci + Chin Soc Plant Bio + Shanghai Inst Bio Sci ( Elsevier ). 10 (8): 1047–1064. doi : 10.1016 / j.molp.2017.06.008 . ISSN 1674-2052 . PMID 28669791 . S2CID 33780984 .   

Otras lecturas

  • Barnes, Michael R. (2003). "Variación genética humana: conceptos y bases de datos". En Barnes, Michael R .; Gray, Ian C. (eds.). Bioinformática para genetistas . págs.  39 –70. doi : 10.1002 / 0470867302.ch3 . ISBN 978-0-470-84393-2.
  • Hehir-Kwa, JY; Egmont-Petersen, M .; Janssen, MI; Smeets, D .; Van Kessel, AG; Veltman, JA (2007). "Generación de perfiles de número de copia de todo el genoma en cromosomas artificiales bacterianos de alta densidad, polimorfismos de un solo nucleótido y micromatrices de oligonucleótidos: una comparación de plataforma basada en análisis estadístico de potencia" . Investigación de ADN . 14 (1): 1–11. doi : 10.1093 / dnares / dsm002 . PMC  2779891 . PMID  17363414 .
  • John, Sally; Shephard, Neil; Liu, Guoying; Zeggini, Eleftheria; Cao, Manqiu; Chen, Wenwei; Vasavda, Nisha; Mills, Tracy; Barton, Anne; Hinks, Anne; Eyre, Steve; Jones, Keith W .; Ollier, William; Silman, Alan; Gibson, Neil; Worthington, Jane; Kennedy, Giulia C. (2004). "Exploración del genoma completo, en una enfermedad compleja, utilizando 11.245 polimorfismos de un solo nucleótido: comparación con microsatélites" . La Revista Estadounidense de Genética Humana . 75 (1): 54–64. doi : 10.1086 / 422195 . PMC  1182008 . PMID  15154113 .
  • Mei, R; Galipeau, PC; Prass, C; Berno, A; Ghandour, G; Patil, N; Wolff, RK; Chee, MS; Reid, BJ; Lockhart, DJ (2000). "Detección de desequilibrio alélico en todo el genoma utilizando SNP humanos y matrices de ADN de alta densidad" . Investigación del genoma . 10 (8): 1126–37. doi : 10.1101 / gr.10.8.1126 . PMC  2235196 . PMID  10958631 .
  • Schaid, Daniel J .; Guenther, Jennifer C .; Christensen, Gerald B .; Hebbring, Scott; Rosenow, Carsten; Hilker, Christopher A .; McDonnell, Shannon K .; Cunningham, Julie M .; Slager, Susan L .; Blute, Michael L .; Thibodeau, Stephen N. (2004). "Comparación de microsatélites versus polimorfismos de un solo nucleótido en una pantalla de vinculación del genoma para loci de susceptibilidad al cáncer de próstata" . La Revista Estadounidense de Genética Humana . 75 (6): 948–65. doi : 10.1086 / 425870 . PMC  1182157 . PMID  15514889 .
  • Sellick, GS; Longman, C; Tolmie, J; Newbury-Ecob, R; Geenhalgh, L; Hughes, S; Whiteford, M; Garrett, C; Houlston, RS (2004). "Las búsquedas de vinculación del genoma para los loci de la enfermedad mendeliana se pueden realizar de manera eficiente utilizando matrices de genotipado de SNP de alta densidad" . Investigación de ácidos nucleicos . 32 (20): e164. doi : 10.1093 / nar / gnh163 . PMC  534642 . PMID  15561999 .
  • Sheils, O; Finn, S; O'Leary, J (2003). "Microarrays de ácido nucleico: una descripción general". Patología diagnóstica actual . 9 (3): 155–8. doi : 10.1016 / S0968-6053 (02) 00095-9 .
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