Från Mendel till BioinformatikSonja Kovalevsky-dagarnaGöteborg November 2007

Juni PalmgrenStockholms Universitet och Karolinska Institutet

DispositionGregor Mendel och ärtplantor – sent 1800-talThomas Hunt Morgan och bananflugor – tidigt 1900-talJames Watson, Francis Crick och dubbelspiralen – 1953Tekniken utvecklas: Mänskans genom – struktur 2001 (HUGO)Infrastrukturen utvecklas: Mänskans genom – variation 2005 (HAPMAP)Globalt forsknings-samarbeteGenombrott 2007!Framtiden?

”2000-talet är biologins århundrade””Den moderna biologin är en informationsvetenskap”

Gregor Mendel (1922-1884) Abbot of the Monastery of St Thomas in Brno

En egenskap: Form

Mendels första lag: ”Independent segregation”

Två egenskaper: Form och färg

Mendels andra lag: ”Independent assortment”

Thomas Hunt Morgan1866-1945

Morgan’s bananflugor (1909): 2,839 flugor

Ögonfärg A: röd a: vitVinglängd B: normal b: onormal

AABB x aabb

AaBb x aabb

AaBb aabb Aabb aaBbExp 710 710 710 710Obs 1,339 1,195 151 154

Undantag från Mendels andra lag

Morgans förklaring

Ο Det har skett enöverkorsning

Linjär struktur:

Faktorer som styregenskaper är ordnadelinjärt

Genetiskt avstånd:

Ett stokastiskt mått,i enheten centiMorgan, cM, som baserar sig påett relativt antal överkorsningar

1,339 1,195 151 154

James Watson and Francis Crick, 1953

Mänskans genom

Struktur:

3,2 miljarder (3,2x109) baspar (nukleotider: A, T, C, G)

Livets bok: 23 kapitel (kromosompar), paragrafer (kodande gener), ord (aminosyror-tre bokstäver) och bokstäver (nukleotider)

25-30 000 gener kodar för ca 90 000 proteiner

Proteiners struktur och funktion?

Sekvensering av mänskans genom2001

Sjukdomsdriven genetisk forskning Vi letar efter det oväntade!

Sjukdom Gener

Funktion

Kromosomsegment

Sjukdoms-driven forskning

Molekylärt dri-ven forskning

Identifikationav gener

Funktionellanalysis

Molekylärpathofysiologi

’Mapping’

Idag har man identifierat drygt 10 miljoner (106) baser i mänskans genom som varierar

(SNP: Single Nucleotide Polymorphisms)

Från individ till population

• Flertalet SNPs är starkt korrelerade med varandra och därmed redundanta.

• Man kan fånga variationen över (nästan) hela genomet med 300-500 000 SNPs

• Snabb utveckling av teknik-plattformar

Nature Reviews Genetics, December 2006

May 2007

”GWAS”

2-stegs GWAS med 4398 cancerfall and 4316 friska kontroller. 266,722 SNPsUppskattad 77% täckning (r2>0.5) av kända vanligt före-kommande SNPs i den Europeiska befolkningen (baserat på HapMap)

Steg 3: 30 mest signifikanta SNPs testade i ytterligare 22 studies

omfattande 21,860 patienter and 22,578 kontroller

Intron 2 harbors putativetranscription binding sites.

Regulation of FGFR2expression?

June 2007

Framtiden?

Strid ström av sjukdomsgener kommer att identifieras!Hur studerar vi

Samverkan mellan gener?Påverkan av livsstil och miljö?Tids/åldersdynamik?

Behov av relevanta data och kvantitativ modelleringsexpertis!

Characterization of genes, lifestyle and the environment

SlutordGregor Mendel och ärtplantor – sent 1800-talThomas Hunt Morgan och bananflugor – tidigt 1900-talJames Watson, Francis Crick och dubbelspiralen – 1953Tekniken utvecklas: Mänskans genom – struktur 2001 (HUGO)Infrastrukturen utvecklas: Mänskans genom – variation 2005 (HAPMAP)Globalt forsknings-samarbeteGenombrott 2007!Framtiden?

”2000-talet är biologins århundrade””Den moderna biologin är en informationsvetenskap”