У цьому конкретному контексті PCA використовується в основному для обліку специфічних для популяції варіацій розподілу алелей на SNP (або інших маркерах ДНК, хоча я лише знайомий зі випадком SNP), що досліджується. Така "підструктура населення" в основному виникає як наслідок різної частоти другорядних алелів у генетично віддалених предків (наприклад, японських та чорноафриканських чи європейсько-американських). Загальна ідея добре пояснена у структурі населення та ейгенаналізісі Паттерсон та ін. ( PLoS Genetics 2006, 2 (12)) або спеціальний випуск Lancet з генетичної епідеміології (2005, 366; більшість статей можна знайти в Інтернеті, починаючи з Cordell & Clayton, Genetic Association Studies ).
Побудова основних осей випливає з класичного підходу до PCA, який застосовується до масштабованої матриці (особин за SNP) спостережуваних генотипів (AA, AB, BB; скажімо, B є другорядним алелем у всіх випадках), за винятком того, що може бути застосована додаткова нормалізація для обліку дрейфу населення. Все припускає, що частоту другорядного алеля (приймаючи значення у {0,1,2}) можна вважати числовим, тобто ми працюємо за адитивною моделлю (також називається алельною дозуванням) або будь-якою еквівалентною, яка мала б сенс . Оскільки послідовні ортогональні ПК будуть враховувати максимальну дисперсію, це дає змогу виділити групи осіб, що різняться на рівні незначної частоти алелів. Програмне забезпечення, що використовується для цього, відоме як Eigenstrat . Він також доступний вegscore()функція з пакету GenABEL R (див. також GenABEL.org ). Варто зазначити, що були запропоновані інші методи виявлення підструктури населення, зокрема реконструкція кластерних моделей (див. Посилання в кінці). Додаткову інформацію можна отримати, переглянувши проект Hapmap та доступний підручник, що йде від проекту Bioconductor . (Шукайте в Інтернеті приємні підручники Вінса Дж. Кері або Девіда Клейтона).
± 6Стратифікація населення в он-лайн допомозі.
Враховуючи, що ейгенаналіз дозволяє розкрити певну структуру на рівні індивідів, ми можемо використовувати цю інформацію, намагаючись пояснити спостережувані зміни в заданому фенотипі (або будь-який розподіл, який може бути визначений за бінарним критерієм, наприклад, хворобою чи контролем випадків ситуація). Зокрема, ми можемо підлаштувати наш аналіз із тими ПК (тобто, коефіцієнтами факторів осіб), як показано в Аналізі основних компонентів, виправлених для стратифікації в дослідженнях асоціації в геном , Прайсом та ін. ( Nature Genetics 2006, 38 (8)) та пізніших робіт (була чудова картина, що показує осі генетичної зміни в Європі в дзеркальній географії генів у межах Європи; Nature 2008; Фіг.1А відтворено нижче). Зауважте також, що іншим рішенням є проведення стратифікованого аналізу (включення етнічної приналежності до GLM) - такий доступний, наприклад, у пакеті snpMatrix .
Список літератури
- Даніель Фалуш, Метью Стівенс та Джонатан К Притчард (2003). Визначення структури популяції за допомогою даних про мультилокусні генотипи: пов'язані локуси та корельовані частоти алелей . Генетика , 164 (4): 1567–1587.
- Б Девлін і К. Редер (1999). Геномний контроль для асоціаційних досліджень . Біометрія , 55 (4): 997–1004.
- JK Pritchard, M Stephens і P Donnelly (2000). Визначення структури популяції за допомогою даних про мультилокусний генотип . Генетика , 155 (2): 945–959.
- Ганг Чжен, Борис Фрейдлін, Чжаохай Лі та Джозеф Л Гаствірт (2005). Геномний контроль для досліджень асоціацій за різними генетичними моделями . Біометрія , 61 (1): 186–92.
- Чао Тянь, Пітер К. Грегерсен та Майкл Ф. Селдін1 (2008). Облік походження: дослідження підструктури населення та дослідження асоціацій у геномах . Молекулярна генетика людини , 17 (R2): R143-R150.
- Кай Ю, Структура населення та відбір контролю в дослідженнях асоціацій у геному .
- Елкес Л. Прайс, Ной А. Зайтлен, Девід Райх та Нік Паттерсон (2010). Нові підходи до стратифікації населення в дослідженнях асоціацій у геномах , Nature Reviews Genetics
- Чао Тіан та ін. (2009). Європейська генетична підструктура населення: подальше визначення інформаційних маркерів про походження для розрізнення серед різноманітних європейських етнічних груп , молекулярна медицина, 15 (11-12): 371–383.