Variations de nombre de copies Variations de nombre de copies
dans le génome humaindans le génome humain
Richard [email protected]
Hybridation Génomique Comparative sur puces Hybridation Génomique Comparative sur puces àà ADNADN
(Array-CGH)(Array-CGH)
ADN test ADN de référence
Rati
o
Position de Séquence
ADN Cot-1
clones génomiquesdéposés sur lame de verre
Gain d’ADN
Perte d’ADN
Fiegler et al. (2003) Genes Chromosomes Cancer 36:361-374
3523 BAC ou PACdéposés en double
Clones validés par séquençage des extrémités
La puce 1-Mb :La puce 1-Mb :couverture de l’ensemble du génomecouverture de l’ensemble du génome
avec une résolution moyenne avec une résolution moyenne d’un clone par Mbd’un clone par Mb
1 délétion et 4 duplications sont héritées
50 patients
6 délétions et 1 duplication sont de novo
12 avec un déséquilibre
Identification de nouveaux syndromes (“Genomic disorders”)Identification de nouveaux syndromes (“Genomic disorders”)
Utilisation de CNV « atypiques »Utilisation de CNV « atypiques »pour identifier les gènes responsables de maladiespour identifier les gènes responsables de maladies
Les CNV Les CNV à l’origineà l’origine de maladies de maladies àà caractère… caractère…
• dominantdominant
• récessifrécessif
• complexecomplexe
CNV absents dans la
populationnon atteinte
CNV présents dans la
populationnon atteinte
20042004
20052005
Nov. 2006Nov. 2006
Profil génomique “tiling path” :Profil génomique “tiling path” :ADN masculin anonyme ADN masculin anonyme vs.vs. ADN masculin de référence ADN masculin de référence
~ 27,000 clones du ‘Golden Path’ couvrant la totalité du génome humainvalidés par ‘fingerprinting’ / séquençage des extrémités
Deux plateformes pour la détection de CNVDeux plateformes pour la détection de CNV
Hybridation Génomique Comparative - puce WGTP -
Analyse Comparative d’Intensités- puces Affymetrix SNP 500k EA -
Détection de CNV pour 1447 régions le long du génomeDétection de CNV pour 1447 régions le long du génome
Un individu (vs. référence); 27,000 clones
Un clone; 270 individus (référence: log2 ratio = 0)
Types de CNVTypes de CNV
Délétion
Duplication
Délétion &Duplication
Multi-allélique
Complexe
WGTP 500K EA
(% associés à des SegDup)
445676
(23.6) (14.9)
423406
(41.4) (37.2)
98 65(81.6) (66.2)
19 12(94.7) (91.7)
13144
(70.2) (79.5)
0 2 4 6 8 10Taille en Mb
« Polymorphismes » de nombre de copies
Variations de nombre de copies:- prédisposant à des maladies ?- causant des phénotypes plus légers ?
CNV et phénotypesCNV et phénotypes
CNV causant une pathologie
Gene Ontology:Gene Ontology:fonctions biologiques surreprésentées dans les CNVfonctions biologiques surreprésentées dans les CNV
Response to stimulus: immune responseresponse to biotic stimulusdefense response
Sensory perception of chemical stimulus sensory perception of smell
Keratinisation
Cell-cell adhesion
Adaptationà
l’environnement
immune response (GO:0006955)
immune response (GO:0006955)
VST=(VT-VS)/VT
YRI:CHB+JPT
CEU:YRI
CEU:CHB+JTP
CCL3L1
CEU:CHB+JPT
UGT2B17
J Clin Endocrinol Metab 91(2): 687-693
Large Differences in Testosterone Excretion in Korean and Swedish Men Are Strongly Associated with a UDP-Glucuronosyl Transferase 2B17 Polymorphism
Jenny Jakobsson, Lena Ekström, Nobuo Inotsume, Mats Garle, Mattias Lorentzon, Claes Ohlsson, Hyung-Keun Roh, Kjell Carlström and Anders Rane
Différenciation des PopulationsDifférenciation des Populations
Nouvelles avancées sur les CNVNouvelles avancées sur les CNV
Plus de populations410 individus de 20 différentes ethnies sur puce WGTP
Populations CEPH analysées sur puces Populations CEPH analysées sur puces WGTPWGTP
Population Origine géographiqueTotal
Adygei Russie (Caucase) 15
Bantu N.E. Kenya 12
Pygmées Biaka République Centrafricaine 25
Brahui Pakistan 23
CEU** Utah, US 27
Druze Israël (Carmel) 29
Français France (Différentes régions) 27
Chinois Han * Beijing, Chine 23
Karitiana Brésil 21
Maya Mexique 23
Pygmées Mbuti Rép. Démocratique du Congo 14
Miaozu Chine 10
Mozabite Algérie (Mzab) 30
NAN Melanesian Bougainville 19
Papuan Nouvelle Guinée 17
Pima Mexique 7
San Namibie 7
Sindhi Pakistan 24
Yakut Sibérie 22
Yoruba** Nigeria 24
Excepté:* HapMap plaque I
** HapMap plaque II
TOTAL = 410 individusTOTAL = 410 individus
20 populations
Référence: NA10851
Chromosome 1 Chromosome 2 Chromosome 3 Chromosome 4
Chromosome 5 Chromosome 6 Chromosome 7 Chromosome 8
Chromosome 9 Chromosome 10 Chromosome 11 Chromosome 12
Chromosome 13 Chromosome 14 Chromosome 15 Chromosome 16
Chromosome 17 Chromosome 18 Chromosome 19 Chromosome 20
Chromosome 21 Chromosome 22 Chromosome X Chromosome Y
Différences de profils CNV entre 20 groupes ethniques humainsDifférences de profils CNV entre 20 groupes ethniques humains
Chromosome 12
Chromosome 17
Plus de populations410 individus de 20 différentes ethnies sur puce WGTP
Plus d’espècesDifférences de nombres de copies et CNV chez les grands
singes
Nouvelles avancées sur les CNVNouvelles avancées sur les CNV
GORILLE
HOMME
CHIMPANZE BONOBO
ORANG-OUTAN
Recherche des Différences de Nombre de Copies entre les Grands Singes
Référence(NA10851)
n = 3n = 4
n = 4
n = 5Comparaisonssur puces WGTP
(humaines)
Fengtang YangChris Tyler-Smith
CHIMPANZEE
BONOBO
GORILLA
ORANG-UTAN
Moyennes de profils WGTP par espèce
Mieux comprendre le rôle des CNV pendant l’évolution des Hominidés
Recherche des Différences de Nombre de Copies entre les Grands Singes
Orang-outan Gorille Chimpanzé Bonobo
Classification hiérarchique des primates selon leurs profils génomiquesClassification hiérarchique des primates selon leurs profils génomiques
(individu de référence humain)
Gain d’ADNPerte d’ADN
CNV chez 30 chimpanzés
Différences de nombre de copies
entre homme et chimpanzé
CNV chez 30 humains
29 d’Afrique Occidentale1 d’Afrique Orientale
10 Yoruba (HapMap)10 Pygmées Biaka 10 Pygmées Mbuti
Variations de Nombre de Copies chez le ChimpanzéVariations de Nombre de Copies chez le Chimpanzédans le contexte du Génome Humaindans le contexte du Génome Humain
WGTP 29k
référence: Clint référence: NA10851
PJ Perry
Variations de nombre de copies chez l’Variations de nombre de copies chez l’hommehomme et le et le chimpanzéchimpanzé
Plus de populations410 individus de 20 différentes ethnies sur puce WGTP
Plus d’espècesDifférences de nombres de copies et CNV chez les grands
singes
Meilleure résolutionDe 27,000 clones à 42M oligos (20 puces 2.1M NimbleGen)
Nouvelles avancées sur les CNVNouvelles avancées sur les CNV
500kblocus CCL3L1 (17q12)
Design du set de 20 puces NimbleGen 2.1MDesign du set de 20 puces NimbleGen 2.1M42 millions d’oligonucléotides pour couvrir le génome humain42 millions d’oligonucléotides pour couvrir le génome humain
distribution de taille des intervalles de 10 oligonucléotides
(chromosome 17)
10kb
500bp 1kb
locus CCL3L1 (17q12)
Design du set de 20 puces NimbleGen 2.1MDesign du set de 20 puces NimbleGen 2.1M42 millions d’oligonucléotides pour couvrir le génome humain42 millions d’oligonucléotides pour couvrir le génome humain
NA15510 NA15510 vs.vs. NA10851 NA10851SW-array: 131 CNV sur le chromosome 1SW-array: 131 CNV sur le chromosome 1
NA15510 NA15510 vs.vs. NA10851 NA10851Extrapolation => ~1500 CNV par comparaison de génomesExtrapolation => ~1500 CNV par comparaison de génomes
CNV intra-géniquesCNV intra-géniques
2kb, intron
MUC1
<1kb, intron/exons
ACTN2
Séquençage des bordures de délétionsSéquençage des bordures de délétions
Ni Huang
Plus de populations410 individus de 20 différentes ethnies sur puce WGTP
Plus d’espècesDifférences de nombres de copies et CNV chez les grands
singes
Meilleure résolution40 individus sur NimbleGen 42M (20 CEU + 20 Yoruba)Nouvelles technologies de séquençage: méthodes en
développement
Nouvelles avancées sur les CNVNouvelles avancées sur les CNV
Meilleure résolution40 individus sur NimbleGen 42M (20 CEU + 20 Yoruba)Nouvelles technologies de séquençage: méthodes en développement
Etudes d’associationWTCCC 2 - étude pilote:
vers une plateforme CGH dédiée au génotypage des CNV
Team 70
Nigel Carter
(Heike Fiegler)(Dimitrios
Kalaitzopoulos) Diane Rigler Arizona State University
PJ PerryA Stone
Microarray Facility
Peter EllisCordelia Langford
Merci !Merci !The CNV project
Nigel CarterMatthew Hurles
Chris Tyler-Smith
(Dan Andrews)Chris BarnesDon Conrad
Tomas Fitzgerald Ni Huang(Lyndal
Montgomery) Nelo Onyiah
(Armand Valsesia) Klaudia Walter
Fengtang Yang Yujun Zhang
Team 16
Stephen MontgomeryManolis Dermitzakis
Charles LeeBoston
Lars FeukSteve Scherer
Toronto
Genome Structural Variation Genome Structural Variation ConsortiumConsortium