Genome-wide association studies (GWAS)

Gerson A Oliveira Junior

gjunior@usp. br Médico Veterinário – Doutorando

Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos/USP

Grupo de Melhoramento Animal e Biotecnologias (GMAB)

Marcador Molecular

Genoma é composto por ≈ 3,000,000,000 par de bases

O que são SNPs?

Single base pairs substitutions create SNPs

O que são SNPs?

There are around 73,000,000 SNPs in the human genome

O que são SNPs?

Some traits are associated with few SNPs

Some traits are associated with many SNPs

O que são SNPs?

Most SNPs don’t have association with any trait!

O que são SNPs?

SNP chips

Espécie Densidade Chip (SNP)

Humanos 3.000.000

Bovinos 750.000

Cachorro 250.000

Ovinos 56.000

Suínos 60.000

Equinos 55.000

Aves 600.000

We need variation: Association Phenotype and Genotype

AB AB AB AB

AB BB BB AA

AB

BB

GWAS

Linkage Desequelibrium

• Conceito Estatístico

• Descreve associações não aleatórias entre alelos de diferentes loci

• Loci em LD estão normalmente próximos

• Auxilia a mapear genes

GWAS

• Descoberto a sete anos (WTCCC, 2007) • O objetivo é detectar variações no genoma (SNP)

que estão associadas com características de interesse ou doenças

• Está sendo implementado para características controladas por poucos genes (Blasco e Toro, 2014; Hayes et al., 2009)

• Tem como base o LD entre SNPs genotipados e uma variação causal não genotipada

• ↓MAF <> ↓ LD

GWAS

• Doenças – autoimunes

– Câncer

– Diabetes

– Doenças poligênicas

– OCD (Tang et al.)

• Existe mais de 2.000 loci associados com características poligênicas (complex traits)Link

Visscher et al., 2012

Diferentes usos

• Marker-Assisted Selection (MAS) • Gene de efeito maior (Halotano)

• LD

• ↓Variabilidade (complex traits)

• Genomic Selection (Meuwissen et al., 2001) • > variabilidade genética

• < viés de eleger marcadores + significativos

• pressupões que todos SNPs estão em LD com algum QTL

• População referência • Fenótipos e genótipos

• Predizer valores genético genômicos (GEBV)

• População teste

• Predizer GEBV para animais jovens, sem fenótipo

• << intervalo de gerações

• > ganho genético anual (2x)

• Endogamia

• Populações devem ser relacioandas

GS

Hayes and Goddard, 2010

GS

• Características caras e difíceis de mensurar

• LD ~ gerações (< acurácia)

• Nova pop. Treinamento

• < interessante

• Quantos SNP usar para Seleção Genômica?

– custo mais acessível com decorrer dos anos

– ↓LD ↑SNP (Hayes e Goddard, 2010)

– r² > 0,2 em janelas de 100 kb (Calus et al.,2008)

– 30,000 ??

– ↑ Ne ↑ SNP

– Sequenciamento x 150K (Van Raden et al., 2011)

GWAS

• Problemas:

Características controlados por vários genes de efeitos pequenos

Teste estatísticos pouco robustos

LD com genes causais ( um SNP pode estar em LD com um gene que está em outro cromossomo)

Não explica grande parte da variabilidade genética da população (missing heritability)

Diferença entre populações

Endogamia

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