基于基因组测序数据鉴定单碱基变异的方法总结

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了基于基因组测序数据鉴定单碱基变异的方法总结相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

单核苷酸多态性,英文single nucleotide polymorphism,缩写为SNP,读音为Snip。SNP主要是指在基因组水平上引起的单个碱基的变异,其在群体中的发生频率不小于1%,包括单碱基的转换、颠换以及单碱基的插入和缺失等。

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多态性示意图(图片来源:genome news network)
 

突变(mutation)和多态性(polymorphism)的主要区别在于

1)突变在群体中的发生频率小于1%,而多态性的发生频率在大于1%;

2)突变通常对生生物体是有害的,而多态性通常都是无害的。

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多态性和突变的区别(图片来源:genome news network)

 

那么基于基因组测序数据,包括全基因组测(WGS)、全外显子测序(WES)或靶向测序(targeted sequencing),鉴定基因组变异的标准流程是什么样的呢?(更多精彩请关注微信公众号:AIPuFuBio)

具体如下图所示:

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基因组变异鉴定标准流程(DePristo et al. Nature Genetics, 2011)

 

所以基于测序数据进行基因组变异检测的第一步就是数据匹配,即把测序数据匹配到参考基因组上。匹配测序数据的软件非常多,下图列举了一些典型的匹配软件。具体如下所示:

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常用的测序数据匹配软件比较(Li et al. Cancer Informatics, 2015)
 

由上表可知,Bowtie(目前有Bowtie2)、BWA和SOAP(目前有SOAP2)都是总体性能很好的短序列匹配软件。

那么基因组变异的检测软件哪些呢?基于测序数据的变异检测软件也非常多,下图列举了一些典型的软件。具体如下所示:

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常用的基因组变异检测软件(Li et al. Cancer Informatics, 2015)
 

由于GATK拥有非常好的综合性能,目前GATK是已成为最流行的SNV/SNP检测软件。

 

GATK的具体算法原理可参考原文章:

McKenna et al. The Genome Analysis Toolkit: A MapReduce framework for analyzing next-generation DNA sequencing dataGenome Research, 2010

而GATK软件的具体使用可参考官网:

https://software.broadinstitute.org/gatk/best-practices/

 

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希望今天的内容对大家有用,会持续更新经典内容,欢迎留言~~

 

以上是关于基于基因组测序数据鉴定单碱基变异的方法总结的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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