群体基因组结构变异检测工作流
2021-12-31曹舒淇刘诗琦
生物信息学 2021年4期
曹舒淇,刘诗琦,姜 涛
(哈尔滨工业大学 计算学部,哈尔滨150001)
基因组结构变异(Structural Variation,SV)是基因组上大尺度的核苷酸序列重排性变化,它包括长度大于50 bp的插入(INS)、缺失(DEL)、倒位(INV)、重复(DUP)、易位(BND)[1]。相关研究表明,平均每个人类个体上存在大约两万个结构变异[2],结构变异尽管相较于单核苷酸变异(SNV)、短插入缺失变异(INDEL)数量较少,但因其变异长度较大,因此对基因组上核苷酸序列的影响是最广泛的[3]。结构变异会改变基因序列信息,进而影响转录过程,改变蛋白质空间结构,从而引发性状与表型的改变[4]。此外,结构变异对基因表达调控[5]、种群多样性[6]等方面有着重要影响,同时与以自闭症[7]、阿尔兹海默症[8]等为代表的许多疾病的引发有密切的关系。
结构变异会对人类遗传、进化产生影响,形成个体之间的差异,影响种群的发展与演进。对于同一个群体,相当数量的结构变异对于群体中大部分个体是共享的,这些共享的结构变异可以有效对群体的特征与结构进行刻画[9]。此外,在群体中仍存在个体特有的结构变异,这些个体特有的结构变异反映了个体独有的特性,通过对特有结构变异以及个体表型的分析,能够发掘结构变异与表型、疾病之间的重要关系[10]。
随着国际千人基因组计划的实施与推动[11-13],各国也纷纷启动了本国的大规模人群基因组计划[14-17],希望通过分析和构建本国、本民族的基因组变异图谱,更加深入地解读本国人群在遗传、进化上的机理,为接下来开展的疾病诊治、精准健康发展提供支撑。……
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