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Searching Microsatellite

Markers for Mapping a Disease Gene林明薇 Ming-Wei Lin,

PhD陽明大學醫學系家庭醫學科台北榮民總醫院教學研究部

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Genetic Markers•Protein marker

blood group, HLA tissue types…etc..

•DNA markerRFLPs (restriction fragment length

polymorphisms)Minisatellites (VNTR - variable

number tandem repeats)Microsatellites (STR - short tandem

repeats)SNPs (single nucleotide

polymorphisms)

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Microsatellite Markers

•Types:di- (CA)n,tri- (CAG)n,tetra- (GATA)n nucleotide repeats.

•Evenly distributed through genome.

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Microsatellite Markers

CA

CA CA

Primer 1

Primer 2

CA

CA CA CA

CA

CA CA CA CA

CA

CA CA CA CA CA

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Genotyping Results

Child 1

Child 2

Child 3

Father

Mother

Child 1

Child 2

Child 3

Father

Mother

D13S121- dinucleotide

D13S770 - trinucleotide

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Applications•Linkage mapping and association study (linkage disequilibrium)

•Loss of heterozygosity•Microsatellite instability•Forensic application•Paternity identification

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Linkage Mapping for Disease Genes

•Linkage analysis (Lod score method)•Allele-sharing methods

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Linkage Analysis Family

BD BCAC BC

BE AF

AB CD

AD AD

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LinkageLinkage describes the phenomenon whereby allele at neighbouring loci are close to one another on the same chromosome, they will be transmitted together more frequently than chance.

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Recombinant Gametes

Crossing over between

two neighbouring loci

will produce

recombinant gametes.

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Recombination Fraction

Recombination fraction (θ) = number of recombinant gametes------------------------------------------

total gametes

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Recombination Fraction

•Recombination fraction is a measure of genetic distance.

•1cM=1% chance of recombination between two loci.

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Statistical Significance of the

Lod Scorelod score > 3: evidence of linkage

2 < lod score < 3: suggestive evidence of

linkage

-2 < lod score < 2: uninformative of

linkage

lod score < -2: exclusion of linkage

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Loss of Heterozygosity

Loss of one allele at a heterozygous locus in

a tumour cell, resulting in a homozygous genotype.

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Microsatellite Instability

•Microsatellite instability is numerous or aberrant allele at a microsatellite locus.

•Many tumours show

microsatellite instability.

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Microsatellite Marker Databases

• GDB: http:/www.gdb.org• Marshfield:

http://research.marshfieldclinic.org/genetics/

• CHLC (Cooperative Human Linkage Center): http:/www.chlc.org

• Genethon: http://www.genethon.fr/genethon_en.html

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GDB

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Marshfield

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Marshfield

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Marshfield

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Marshfield

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Marshfield

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CHLC

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CHLC

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Genethon

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Genethon

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Genethon

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Microsatellite Marker Databases

• CEPH (Centre d’Etude du Polymorphisme Humain): http://www.cephb.fr

• Utah: http://www.genetics.utah.edu/home.html

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CEPH

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CEPH

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CEPH

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Standardized Genotype Data

• CEPH 1331-01

• CEPH 1331-02

• CEPH 1347-02

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NHRI Databases• GDB mirror site

http://gdb.nhri.org.tw/

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Successful Examples• Cystic fibrosis

• Huntington disease

• Early onset breast cancer (BRCA1, BRCA2)

• Alzheimer disease (chr14, chr1)

• Maturity-onset diabetes of the young (MODY) (chr12)

• ...