BIOINFORMATYKA 8. Analiza asocjacyjna - teoria

Transkrypt

1 IOINFORMTYK 1. Wykład wstępny 2. Struktury danych w adaniach ioinformatycznych 3. azy danych: projektowanie i struktura 4. azy danych: projektowanie i struktura 5. Powiązania pomiędzy genami: równ. Hardyego-Weinerga, wsp. rekominacji 6. naliza sprzężeń - teoria 7. naliza sprzężeń - przykłady programów 8. naliza asocjacyjna - teoria 9. naliza asocjacyjna przykłady programów 10.Symulacje komputerowe, jackknife, ootstrap 11.Monte Carlo Markov Models 12.Metody klasyfikacyjne 13.Wykład podsumowujący 14.Zastosowanie przykładowych programów do analizy danych 15.Zastosowanie przykładowych programów do analizy danych

2 WSTĘP 1. naliza asocjacyjna Zasady stosowania Różnice z analizą sprzężeń 2. Przykłady Metody wykorzystujące modele statystyczne Metody pomijające modele

3 NLIZ SOCJCYJN wstęp

4 ŹRÓDŁ ZURZENI RÓWNOWGI HW pokolenie 1 SPRZĘŻENIE SELEKCJ a a a pokolenie N a a a a a pokolenie 1 pokolenie N

5 POZORNE ZURZENIE RÓWNOWGI HW SUPOPULCJ SUPOPULCJ a a a PRÓ DNYCH a a a

6 NLIZ SOCJCYJN - definicja NLIZ SOCJCYJN 1. Statystyczna procedura poszukiwania genów 2. Poszukiwanie markerów powiązanych z genem głównym 3. Wykorzystująca zaurzenie równowagi HW pomiędzy (widzialnymi) markerami, a (niewidzialnym) genem głównym 4. Oliczone na podstawie korelacji pomiędzy zmiennością cechy, a zmiennością genotypów markerów

7 NLIZ SOCJCYJN - źródła informacji NLIZ SOCJCYJN wartości cechy genotypy markerów spokrewnienie

8 NLIZ SOCJCYJN - poszukiwanie genów POSZUKIWNIE MRKER O NJWYŻSZEJ KORELCJI ZE ZMIENNOŚCIĄ CECHY 1) 2) M1 M2 M3 M4 M5 M6... M7 0 cm 100 cm QTL M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 0 cm 100 cm QTL lokalizacja: 1 Marker lokalizacja: 2 Marker 7) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 0 cm 100 cm QTL lokalizacja: 7 marker

9 NLIZ SOCJCYJN - NLIZ SPRZĘŻEŃ NLIZ SPRZĘŻEŃ Wykorzystuje informacje o spokrewnieniu NLIZ SOCJCYJN Nie wykorzystuje informacji o spokrewnieniu Detekcja rzeczywistego sprzężenia pomiędzy genem, a markerem Duża moc detekcji QTL nawet w pewnej odległości od markera Mała precyzja lokalizacji QTL Skan genomu Detekcja powiązania =korelacji pomiędzy genem, a markerem Mała moc detekcji QTL zlokalizowanego w pewnej odległości od markera Duża precyzja lokalizacji QTL Mapowanie precyzyjne lu skan genomu np. wykorzystanie mikromacierzy Copyright 2011, SNP Joanna Szyda

10 NLIZ SOCJCYJN cechy ciągłe

11 NLIZ SOCJCYJN - poszukiwanie genów POSZUKIWNIE MRKER O NJWYŻSZEJ KORELCJI ZE ZMIENNOŚCIĄ CECHY 1) y = + m 1 + e prawdopodoieństwo 2) y = + m 2 + e prawdopodoieństwo... 7) y = + m 7 + e prawdopodoieństwo ELEMENTY MODELU: y wartość cechy efekty wspólne dla wszystkich osoników e efekty niemierzalne (łąd) m i efekt markera " i "

12 NLIZ SPRZĘŻEŃ - poszukiwanie genów y = + m i + e Kod genotypu markera (11, 12, 22)

13 KODOWNIE GENOTYPÓW MRKERÓW - przykłady Niezależne od frekwencji alleli 11 1 Kao and Zeng, Zależne od frekwencji alleli 11 2p 2 Cockerham, p 2 - p p 1

14 TESTOWNIE - prawdopodoieństwa dla każdego markera ln ( prawdopod. ) 1) y = + m 1 + e prawdopodoieństwo 2) y = + m 2 + e prawdopodoieństwo... 7) y = + m 7 + e prawdopodoieństwo marker

15 TESTOWNIE - hipotezy i test HIPOTEZY H 0 : marker "i" nieskorelowany z QTL m i = 0 rak asocjacji H 1 : marker "i" skorelowany z QTL m i 0 występuje asocjacja MODELE STTYSTYCZNE MODEL 0 : MODEL 1 : y = + e y = + m i + e TEST LRT (likelihood ratio test) LRT = -2 [ lnpr ( MODEL 0 ) - lnpr ( MODEL 1 ) ] ~ c 2 M1-M0 Copyright 2012, Joanna Szyda

16 TESTOWNIE - wnioskowanie najardziej prawdopodona lokalizacja genu: marker 5 LRT = założone maksymalne prawdopodoieństwo łędu a MX = 0.01 prawdopodoieństwo łędu dla LRT=25.46 wynosi a T = a MX > a T H 1 na dziedziczenie cechy ma wpływ gen główny LRT gen jest w LD z markerem lokalizacja genu

17 NLIZ SOCJCYJN - przykład, skan genomu GWS GenomeWise ssociation Study

18 NLIZ SOCJCYJN - przykład z literatury

19 NLIZ SOCJCYJN cechy 0/1

20 TRNSMISSION DISEQUILIRIUM TEST - sprzężenie + asocjacja allel przekazany allel nieprzekazany x x rodzice + chore dziecko allel przekazany allel nieprzekazany x n 12 2 n 21 x

21 TRNSMISSION DISEQUILIRIUM TEST allel przekazany allel nieprzekazany x n 12 2 n 21 x TDT 2 n n ~ c1 12 n21 n rak założeń nt modelu dziedziczenia cechy

22 TRNSMISSION DISEQUILIRIUM TEST - przykład

23 TRNSMISSION DISEQUILIRIUM TEST - przykład H 0 równowaga miedzy markerem a genem H 1 zaurzenie równowagi miedzy markerem a genem H 0 : n 12 =n 21 H 1 : n 12 n 21 allel przekazany allel nieprzekazany x x TDT = 8.71 dla markera D6S2889 na chromosomie 6 a max = 0.01 a T = H 1 Segregacja genotypów markera D6S2889 jest skorelowana z ojawami łysienia plackowatego Copyright 2013 Joanna Szyda

24 COCHRN-RMITGE TEST Genotyp chory N 11chore N 12chore N 22chore zdrowy N 11zdrowe N 12zdrowe N 22zdrowe rak założeń nt modelu dziedziczenia cechy Copyright 2013, Joanna Szyda

25 zasady stosowania M1 M2 M3 M4 M5 M6 QTL M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M7 QTL NLIZ SOCJCYJN y = + m i + e