अभिव्यक्ति मात्रात्मक विशेषक लोकस (eQTL)

एक अभिव्यक्ति मात्रात्मक विशेषक लोकस (eQTL) एक जीनोमिक क्षेत्र है - जिसे आमतौर पर एक आनुवंशिक प्रकार द्वारा चिह्नित किया जाता है - जिसके एलील एक या अधिक जीनों के अभिव्यक्ति स्तर के साथ सांख्यिकीय रूप से जुड़े होते हैं। प्रतिलेख बहुतायत को एक मात्रात्मक फेनोटाइप के रूप में मानते हुए, eQTL मैपिंग जीनोम को ट्रांसक्रिप्टोम से जोड़ता है और एक तंत्र प्रदान करता है जिसके द्वारा गैर-कोडिंग प्रकार, जिनमें कई रोग-संबंधी भी शामिल हैं, यह नियंत्रित करके जीव विज्ञान को प्रभावित कर सकते हैं कि एक जीन कितना व्यक्त होता है।

Definition

एक अभिव्यक्ति मात्रात्मक विशेषक लोकस एक लोकस है जिस पर आनुवंशिक भिन्नता एक जीन के अभिव्यक्ति स्तर में भिन्नता से जुड़ी होती है; eQTL मैपिंग जीनोटाइप और मापी गई प्रतिलेख बहुतायत के बीच सांख्यिकीय संबंध का परीक्षण करके ऐसे लोकस की पहचान करता है।

Scope

यह विषय eQTLs की अवधारणा और मैपिंग को शामिल करता है: स्थानीय (cis) और दूरस्थ (trans) प्रभावों के बीच अंतर, जीनोटाइप पर अभिव्यक्ति का प्रतिगमन, ऊतक और कोशिका-प्रकार निर्भरता, और सह-स्थानीकरण के माध्यम से जीनोम-व्यापी संघ संकेतों की व्याख्या करने के लिए eQTLs का उपयोग। यह ट्रांसक्रिप्टोमिक्स के भीतर एक पद्धतिगत और वैचारिक संदर्भ है और कोई नैदानिक मार्गदर्शन प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• कौन से आनुवंशिक प्रकार किन जीनों के अभिव्यक्ति स्तर से जुड़े हैं?
• क्या कोई प्रकार पास के जीन (cis) पर स्थानीय रूप से कार्य करता है या कहीं और के जीनों (trans) पर दूर से कार्य करता है?
• eQTL प्रभाव ऊतकों और कोशिका प्रकारों में कैसे भिन्न होते हैं?
• eQTLs रोग-संबंधी गैर-कोडिंग प्रकारों के कार्य को समझाने में कैसे मदद कर सकते हैं?

Key concepts

• एक मात्रात्मक फेनोटाइप के रूप में अभिव्यक्ति
• Cis-eQTL बनाम trans-eQTL
• जीनोटाइप-अभिव्यक्ति संघ परीक्षण
• ऊतक और कोशिका-प्रकार विशिष्टता
• एलीलिक अभिव्यक्ति असंतुलन
• GWAS संकेतों के साथ सह-स्थानीकरण
• जीनों और प्रकारों में बहु-परीक्षण सुधार

Mechanisms

eQTL मैपिंग एक ही व्यक्ति से जीनोटाइप डेटा को ट्रांसक्रिप्टोम माप के साथ जोड़ता है और, प्रत्येक जीन के लिए, यह परीक्षण करता है कि क्या अभिव्यक्ति पास के या जीनोम-व्यापी प्रकारों पर एलील्स के साथ व्यवस्थित रूप से भिन्न होती है, आमतौर पर प्रतिगमन द्वारा। वे प्रकार जो उस जीन के पास होते हैं जिसे वे प्रभावित करते हैं, उन्हें cis-eQTLs कहा जाता है और अक्सर प्रमोटरों, एन्हान्सरों, या प्रतिलेख स्थिरता को बदलकर कार्य करते हैं, जबकि trans-eQTLs दूरी पर कार्य करते हैं, अक्सर प्रतिलेखन कारकों जैसे मध्यवर्ती नियामकों के माध्यम से। क्योंकि नियामक प्रभाव अक्सर संदर्भ-विशिष्ट होते हैं, वही प्रकार एक ऊतक या कोशिका प्रकार में एक eQTL हो सकता है लेकिन दूसरे में नहीं, जैसा कि डिमास और सहयोगियों ने कोशिका-प्रकार निर्भरता के लिए दिखाया और जैसा कि GTEx एटलस ने कई मानव ऊतकों में मैप किया। जब एक eQTL एक रोग-संबंधी संकेत के साथ मेल खाता है, तो सह-स्थानीकरण विश्लेषण यह सुझाव दे सकता है कि प्रकार उस जीन की अभिव्यक्ति को विनियमित करके विशेषक को प्रभावित करता है; लाप्पलाइनन और सहयोगियों जैसे ट्रांसक्रिप्टोम-और-जीनोम अनुक्रमण अध्ययनों ने आगे प्रकारों को अभिव्यक्ति स्तर और प्रतिलेख संरचना दोनों से जोड़ा।

Clinical relevance

eQTLs रोग-संबंधी प्रकारों के बड़े हिस्से की व्याख्या के लिए केंद्रीय हैं जो गैर-कोडिंग क्षेत्रों में आते हैं, उन जीनों को नामांकित करके जिनकी विनियमन उन प्रकारों को बदलता है। एक संदर्भ विषय के रूप में यह प्रविष्टि बताती है कि जीनोटाइप-से-अभिव्यक्ति लिंक कैसे स्थापित किए जाते हैं और अनुसंधान में उपयोग किए जाते हैं; यह व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

संदर्भ संसाधनों में जनसंख्या eQTL अध्ययन (डिमास और सहयोगी; लाप्पलाइनन और सहयोगी) और GTEx एटलस शामिल हैं, जो एक साथ cis/trans मैपिंग, ऊतक विशिष्टता और संघ अध्ययनों के साथ एकीकरण के लिए मानक दृष्टिकोणों को परिभाषित करते हैं। ये नैदानिक दिशानिर्देशों के बजाय पद्धतिगत संदर्भ हैं।

History

जीन अभिव्यक्ति को एक वंशानुगत मात्रात्मक विशेषक के रूप में मानने का विचार 2000 के दशक में तब आया, जब जीनोम-व्यापी जीनोटाइपिंग को अभिव्यक्ति प्रोफाइलिंग के साथ जोड़ा गया ताकि cis और trans नियामक प्रकारों को मैप किया जा सके। 2009 तक के अध्ययनों ने eQTL प्रभावों की कोशिका-प्रकार और ऊतक निर्भरता स्थापित की, 2013 के आसपास अनुक्रमण-आधारित अध्ययनों ने प्रकारों को अभिव्यक्ति स्तर और आइसोफॉर्म उपयोग दोनों से जोड़ा, और GTEx परियोजना ने तब आनुवंशिक नियामक प्रभावों का एक ऊतक-व्यापी संदर्भ एटलस तैयार किया।

Debates

trans-eQTLs का पता लगाना और दोहराना

Cis-eQTLs का पता लगाना अपेक्षाकृत आसान है क्योंकि प्रभाव स्थानीय होते हैं और परीक्षण प्रतिबंधित होता है, जबकि trans-eQTLs को जीनोम-व्यापी परीक्षण की आवश्यकता होती है, उनके छोटे प्रभाव होते हैं, और उन्हें दोहराना कठिन होता है, जिससे दूरस्थ विनियमन का पूरा परिदृश्य अधूरा मैप किया जाता है।

Key figures

• Emmanouil Dermitzakis
• Tuuli Lappalainen
• Barbara Stranger

Seminal works

• dimas-2009
• lappalainen-2013
• gtex-2020

Frequently asked questions

एक cis-eQTL और एक trans-eQTL के बीच क्या अंतर है?

एक cis-eQTL एक प्रकार है जो उस जीन के पास स्थित होता है जिसकी अभिव्यक्ति को वह प्रभावित करता है और आमतौर पर स्थानीय रूप से कार्य करता है, उदाहरण के लिए एक प्रमोटर या एन्हान्सर पर। एक trans-eQTL जीनोम में बहुत दूर एक जीन को प्रभावित करता है, अक्सर अप्रत्यक्ष रूप से एक मध्यवर्ती नियामक जैसे प्रतिलेखन कारक के माध्यम से।

GWAS हिट्स की व्याख्या के लिए eQTLs क्यों उपयोगी हैं?

कई रोग-संबंधी प्रकार गैर-कोडिंग डीएनए में होते हैं और सीधे प्रोटीन को नहीं बदलते हैं। यदि ऐसा प्रकार एक eQTL भी है, तो यह उस जीन की ओर इशारा करता है जिसकी अभिव्यक्ति को वह विनियमित करता है, यह बताता है कि प्रकार विशेषक को कैसे प्रभावित करता है।