SNP ジェノタイピング

Genetics

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Summary

一塩基多型、または SNPs は、人間の遺伝の変化の最も一般的な形式です。DNA の塩基でこれらの違いはしばしば遺伝子発現は直接影響しませんが多くのケースで役立つことができる患者を診断、疾患関連遺伝子を検索するため。識別する多数の方法が確立されたまたは「遺伝子型」、SNPs。

ゼウスの SNP ジェノタイピング入門は Snp と病気に関連する遺伝子を識別するために使用方法を議論することで開始します。いくつかの一般的な SNP ジェノタイピング方法は、直接交配、PCR 法、フラグメント解析シーケンスなどを調査します。最後に、どのようにこれらの技術が遺伝学の研究に今日適用されるのいくつかの例を示す.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 遺伝学の必需品. SNP ジェノタイピング. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

内および異なる集団間の遺伝的変異が発生し、個人間の疾患感受性を含む特性の変化に貢献します。最も一般的な種類は、一塩基多型、または Snp。 SNP ジェノタイピングを含む亜種の特定のセットを決定するこの場合は SNPs を個々 に提示します。

このビデオが SNP ジェノタイピングの背後にある原則のいくつかを話し合う、いくつか一般的な SNP 識別方法、そしてこれらの技法の応用について紹介します。

まず、何を説明しましょう、SNP は、遺伝子型での使い方。

「多型」は対立遺伝子または、集団内でかなりの頻度で発見、遺伝子座の異なるバージョンを塩基置換と同様、挿入または削除が含まれます。一塩基多型、単一 DNA 塩基の種類です。SNPs が全体のゲノム全体で発生し、ほとんどがタンパク質の構造や遺伝子の発現を変更しないでください。しかし、彼らは、物理的な近さや「リンケージ」病気の原因となる遺伝子変異による疾患に関連付けられてまだあります。その一方で、直接 β-サラセミア、鎌状細胞貧血症、嚢胞性線維症などの病気を引き起こすことが知られているいくつかの著名な Snp があります。

SNP ジェノタイピングの 1 つの実用的なアプリケーションは個別化医療、病気、または差分レスポンス薬や治療、関連付ける SNPs の同定がより診断し、患者を治療する医師を助けるかもしれない。

SNPs の特性か病気と関連付けられているものを識別するために全体のゲノム間の SNPs の千数百人を調べるゲノムワイド関連研究もな。「ハプロタイプ」として知られている Snp のグループの GWAS を活用します。ハプロタイプ Snp、「連鎖不平衡」の亜種の特定の組み合わせが偶然予想よりも一緒に発生する可能性が高いことを意味する多くの場合染色体上の物理的な近さの結果です。これは、遺伝的関連を作る個々 の Snp の数が少ない研究よりコストや労働集約的なジェノタイピングによるハプロタイプを区別ことができることを意味します。

SNPs と使用方法を見た後、Snp の遺伝子型に開発されている多数の方法のいくつかを行ってみましょう。直接交配、PCR 法、フラグメント解析とシーケンスが含まれます。

直接交配の技術のような SNP アレイ使用短いオリゴヌクレオチド プローブ直接個々 の SNPs を識別します。SNPs の千数百人は、単一のバイオチップにテストできます。プローブは、チップ マトリックス、通常スライド ガラスに化学的に固定されます。サンプルの SNPs を検出するには、ゲノムの DNA の分離は PCR によって増幅し、プローブ結合効率を改善するために断片化しています。DNA をチップに交配に続く、蛍光マーカーで通常ラベルです。後サンプル DNA をプローブにバインドを許可すると、すべての非連結または非具体的バインドされた DNA は流されています。プローブの各スポットで信号を測定することにより、サンプルのターゲット遺伝子の存在を確認できます。

もう一つの SNP タイピング法は対立遺伝子特定の PCR、彼らはのみ完全に相補的な対立遺伝子に交配させるように SNP を含むシーケンスに対してにプライマーが設計。PCR の製品は、蛍光札などの方法で検出できます。また、TaqMan PCR 法のように、特定の SNP プローブと組み合わせて並ぶ SNP サイト興味の PCR プライマーを設計できます。ここでは、プローブには、近くのマーカーからの蛍光性を抑制するクェンチャー分子と同様に蛍光マーカーが含まれています。PCR の中に具体的にバインドされたプローブ シーケンスのみが、クェンチャーから蛍光タグを分離して、特定のバリアントの存在を示す蛍光信号の結果、ポリメラーゼの 5 ' エキソヌクレアーゼ活性によって低下します。

フラグメント解析を呼び出されるメソッドの 3 番目のカテゴリには、さまざまなサイズや特定の SNP の有無に基づいて、ラベルの DNA のフラグメントの作成が含まれます。制限断片長多型解析では、彼らのターゲット シーケンスは、1 つの対立遺伝子が切断され、他ではない制限エンドヌクレアーゼの厳密な特異性を活用します。結紮法は、1 つはターゲットの SNP basepair で終了、お互いの隣に直接位置しています 2 つのプローブを使用しています。SNP を含むプローブは完全に結合、結紮が発生します。プライマー拡張試金を含むバインド ターゲット SNP の短い 1 つのヌクレオチドのプライマー。このプライマーは必ず個々 の対立遺伝子の存在に基づいてを拡張してされます。これらのメソッドによって生成されたフラグメントは、ゲルまたは毛管電気泳動や質量分析法を使用して区別できます。

最後に、シーケンスことができます非常に具体的には、Snp を検出し同様未知のシーケンスと小説 SNPs を識別します。ただし、余分心配および追加実験複製は、読み取りエラーのシーケンスから実際の SNPs を識別するために実行する必要があります。シーケンス テクノロジーより安いよりアクセス可能になると、研究者は遺伝子型のシーケンスをますます活用しています。

SNPs を誘因することができますどのように見て、これらの技術のいくつかの特定のアプリケーションを見てみましょう。

遺伝子型は、ほぼ同一の外観を持つ種の品種を区別するために使用できます。これは、隔離続けて既知 SNPs や他の遺伝的変異とシーケンスにバインドする設計したプライマーを用いた PCR によるゲノムの DNA には最初で。これらのプライマーは特定の多型を含む様々 な DNA を増幅する、それによって、これらの類似品と区別するために使用できます。

研究者も遺伝子変異を特定薬剤耐性病原細菌を識別するのに遺伝子型を使用します。低リソースの設定のための合理化された SNP アレイ プロトコルを確立するには、チップに直接ゲノム DNA および PCR マスター ミックスを追加します。サンプル増幅および交配は、1 つのステップで発生します。アレイはそれから洗浄される、イメージし、結果を分析し薬剤耐性変異を認めないと同様、結核菌の存在の有無を判断します。

最後に、SNPs は、学会によって病気のリスクを高めることが判明遺伝子変異の機能を評価するために使用できます。ここでは、科学者は、SNP が書き起こしテストは、病気に関連する SNP と同様、興味の遺伝子の転写部分に位置する中立的な「マーカー」のヘテロ接合体である細胞ラインで実験しました。陰性対照セルの行を選択するには、テスト SNP の非病気関連付けられたバリアントのホモがマーカーに SNP のヘテロ接合体であります。対立遺伝子特定のプライマー拡張はゲノム DNA と転写発現 mRNA から cDNA 逆で実行されました。その後、プライマー拡張製品だった MALDI-TOF 質量分析法による量的に表わされます。2 つのマーカーの SNP の対立遺伝子に関連付けられているフラグメントの相対的な豊かさを比較すると、研究者は病気に関連する SNP の減らされた遺伝子発現の結果かどうかを判断できます。

SNP ジェノタイピングにゼウスのビデオを見てきただけ。このビデオは、概念や SNPs を識別し、特徴付ける SNPs、いくつかの基本的なメソッドの使用を導入し、SNP ジェノタイピングの 3 つのアプリケーションを強調表示されます。いつも見てくれてありがとう!

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