형제자료에 대한 양적형질의 유전자 관련성 분석방법의 비교

Abstract

[한글]

Spielman 등(1993)에 의해 개발된 TDT(transmission/disequilibrium test)는 가족자료를 기초로 한 질적형질의 유전자 관련성(association)을 분석하기위한 방법이다. 최근 이러한 TDT는 Allison(1997) 등에 의해 질적형질뿐만 아니라 양적형질에까지 확장되고 있다.

본 논문에서는 양적형질의 유전자 관련성 분석에서 다중대립유전자(multiple alleles)가 존재하고, 부모정보를 모를 때에도 활용할 수 있는 Allison의 혼합효과모형과 Fulker의 최대우도분산성분방법을 비교한다. 이들은 또한 인구집단 층화나 혼합성으로 인해 발생할 수 있는 의사(spurious)관련성을 보정할 수 있는 방법들이다.

Allison 방법은 각 가족간의 형제들을 임의효과로, 표식자의 유전형을 고정효과로 지정하고 양적형질을 종속변수로 하는 혼합모형을 이용하여 관련성 분석을 수행하는데, 공변량의 효과도 동시에 고려할 수 있다. Fulker 방법은 형제쌍간 평균과 형제쌍내 평균으로 표식유전자의 효과를 분할하여 관련성을 분석한다.

위 두 가지 방법을 일 병원 심장혈관유전체연구센터의 실제자료에 적용한 결과 두 방법에서 모두 표식자와 형질간에 관련이 없다는 결과를 나타냈다. 모의실험을 통하여 두 방법의 타당성을 비교한 결과, Allison 방법은 Fulker에 비해 형제가 2명, 3명, 5명인 경우에 모두 검정력이 높았고, 형제수가 증가할수록 검정력도 현저히 증가함을 보였다. 제1종 오류율은 Allison 방법이 Fulker에 비해 대체적으로 낮았으나 형제수에 상관없이 제1종 오류율은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.

[영문]

The transmission/disequilibrium test(TDT) developed by Spielman et al.(1993) is a powerful family-based association test of qualitative trait. It has recently been extended to the allowance for implementation with quantitative traits as well as qualitative traits by Allison(1997) et al.

In this thesis, we compare the Allison''s mixed-effects model with Fulker''s maximum-likelihood variance component method that these include allowance for multiple alleles, allowance for testing the absence of parental data. In addition to that, the spurious associations due to population stratification and admixture can be adjusted by these methods.

Allison''s method considers the marker genotype as a fixed factor, the siblings in each sibship as a random factor and covariates can easily be accommodated. Fulker''s method partitions the mean effect of a locus into between- and within-sibship components.

In the analysis of real data, there is no statistically significant results in both methods. The power and typeⅠerror rate of these methods are illustrated through simulation in the generated data(2 , 3 and 5 siblings in each sibship, respectively). In the Allison''s method, the power improves when the number of the siblings in each sibship increases and is higher than Fulker''s with respect to the power. In the typeⅠerror rate, Allison''s method is somewhat smaller than Fulker''s however, the differences of theirs are low.