GWAS란?

 

 

 

GWAS란?

GWAS란?

📘 유전자와 연관된 형질을 찾는 하나의 탐색 방법

전장 유전체 연관 분석 (Genome Wide Association Study; GWAS)

• Genome Wide = 전장 유전체 : 모든 유전체 위치에 대해서
• Association Study = 연관 분석: 관심을 가진 형질(Target phenotype)과 연관성을 갖는 유전적 위치를 찾는다.

 

개념

일반적으로 **Case (관심 형질을 가진 집단; 환자군)**와 **Control (형질을 갖지 않는 집단; 정상군)**의 유전 정보를 서로 비교하여 → case에서 더 많은 빈도를 갖는 = 연관성을 가진 유전자를 찾는다.

• 무수히 많은 형실이 어떤 유전자와 관련되어 있는지 실험적으로 찾는 것은 정말정말 어렵다 !
• ⇒ GWAS는 모든 유전자 위치에 대해 연관성의 정도를 분석하기 때문에, 1차적으로 관련되어 있는 후보 유전자를 찾아내는데 매우 유용한 탐색 도구이다.
• BUT! GWAS에서 찾아낸 유전자라 하더라도, 그것이 항상 원인 유전자는 아니다. 즉 GWAS는 인과 관계를 찾는 것이 아니라 우연히 연관되어 나타나는 유전자들의 후보를 찾는 과정

 

일반적인 연구 과정

1. GWAS를 통한 유전자 탐색
2. 더 많은 환자군에서 확인(replication cohort)
3. 동물&세포 실험에서 생물학적 입증

⇒ 이 과정을 통해 최종적으로 유전자-형질의 관계를 밝힘

 

중요

명확한 Case와 Control군을 확보하고, 통계적으로 분석이 가능한 충분한 수의 환자수를 확보해야 한다.

 

LD Block(연관 비평형)

LD Block (Linkage Disequilibrium; 연관 비평형) ****

우리는 부모로 부터 두 쌍의 염색체 쌍 (상동 염색체)을 물려 받아 무작위적으로 재조합이 일어난다.

그러나 유전자 재조합은 덩어리로 일어나기 때문에, 서로 거리가 가까운 유전자 위치 끼리는 유전형이 섞이지 않고 모자이크 패턴으로 함께 이동하게 되고 ⇒ 이러한 하나의 덩어리를 일반적으로 LD block이라고 한다.

• 같은 LD block에 포함된 위치에 대해서 연관성 분석을 하게 되면, 동일한 연관성을 보인 p 값을 보인다.

 

LD Block으로 인한 GWAS 특징

1. 분석 위치의 수 축소 => GWAS 분석은 30억쌍의 모든 염기 서열에 대해서 할 필요 없이 같은 LD block에서 대표적인 하나의 마커만 이용해도 된다.
2. 정확한 원인 유전자의 위치는 LD block 내에 존재한 다른 위치일 수 있기 때문에 GWAS로 찾아낸 후보 위치 근처의 유전형을 상세하게 다시 살펴봐야 한다.
3. LD Block으로 인해 GWAS에 흔히 이용되는 **Manhattan plot (맨하탄 플롯)**에서 시그널이 하나의 탑처럼 주위에서 모두 높게 나오게 된다.
4. 흔히 Imputation이라고 부르는 과정을 통해, 같은 LD block 내의 검사하지 않은 부위의 유전형도 추정이 가능해진다.

 

추가

• 많은 부분 형질과 유전형 간의 GWAS 연구 및 관계가 드러나는 중이다. 하지만연관성과 인과 관계는 달라서 확실한 생물학적 메카니즘으로 이를 설명하기 위해서는 후속 연구가 중요하다.
• GWAS 연구를 통해 형질과 유전자 위치의 관계가 명확하게 드러난 데이터를 모아 놓은 것이 GWAS catalog 이다. ⇒ GWAS catalog 소개 영상

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출처

전장 유전체 연관 분석, GWAS란 무엇인가?