Méthodes statistiques pour l'analyse de données génomiques ...

Pierre Neuvial ` `%%%`#`&12_`__~~~ Alse

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• Statistique
• Institut national des sciences appliquées de Strasbourg
• Société nationale de protection de la nature
• Segmentation (informatique)
• Statue
• Signal de détresse

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Extrait

´Methodes statistiques ´ ´pour l’analyse de donnees genomiques Analyse de donnees´ de nombre de copies d’ADN Pierre Neuvial http://neuvial.ensae.net Laboratoire Statistique et Genome´ Universite´ d’Evry-Val-d’Essonne, UMR CNRS 8071 - USC INRA ENSAI — 2010/2011Analyse de donnees´ de nombre de copies d’ADN 1 Puces SNP en cancerologie´ Changements de nombre de copies d’ADN dans les cancers Donnees´ de puces SNP 2 Extraction de l’information biologique Pre-processing : des signaux comparables entre echantillons´ Post-processing : nombre de copies totaux P : ratios alleliques´ 3 Segmentation de donnees´ de nombre de copies d’ADN (total) Recours aux modeles` de rupture Exemples d’approches proposees´ Segmentation multi-echantillons´ ou multi plate-forme 4 Estimation du nombre de copies d’ADN Detection´ : utilisation jointe de C et DH ´Etiquetage : cellules normales et plo¨ıdiePlan du cours Ref´ erences´ P. Neuvial, H. Bengtsson et T. P. Speed (2011). Statistical analysis of single nucleotide polymorphism microarrays in cancer studies. In H. H.-S. Lu, B. Scholk¨ opf, and Z. Hongyu, editors, Handbook of Statistical Bioinformatics, Springer Handbooks of Computational Statistics. Springer, 1st edition, 2011 (to appear). N. R. Zhang (2010) DNA copy number profiling in normal and tumor genomes. In J. Feng, W. Fu, and F. Sun, editors, Frontiers in Computational and Systems Biology, pages 259–281. Springer-Verlag. P. Neuvial (Statistique et Genome)´ Methodes´ stat. pour donnees´ genomiques´ ENSAI — 2010/2011 20 / 182Puces SNP en cancerologie´ Changements de nombre de copies d’ADN dans les cancers Analyse de donnees´ de nombre de copies d’ADN 1 ´Puces SNP en cancerologie Changements de nombre de copies d’ADN dans les cancers ´Donnees de puces SNP 2 Extraction de l’information biologique Pre-processing : des signaux comparables entre echantillons´ Post-processing : nombre de copies totaux P : ratios alleliques´ 3 Segmentation de donnees´ de nombre de copies d’ADN (total) Recours aux modeles` de rupture Exemples d’approches proposees´ Segmentation multi-echantillons´ ou multi plate-forme 4 Estimation du nombre de copies d’ADN Detection´ : utilisation jointe de C et DH ´Etiquetage : cellules normales et plo¨ıdie P. Neuvial (Statistique et Genome)´ Methodes´ stat. pour donnees´ genomiques´ ENSAI — 2010/2011 21 / 182Puces SNP en cancerologie´ Changements de nombre de copies d’ADN dans les cancers Genotypes in a diploid chromosome Genotypes´ dans un chromosome diploıde¨ ♂♀ Single nucleotide polymorphism G T CC C A G G 10-20 million known SNPs slide: H. Bengtsson. P. Neuvial (Statistique et Genome)´ Methodes´ stat. pour donnees´ genomiques´ ENSAI — 2010/2011 22 / 182Puces SNP en cancerologie´ Changements de nombre de copies d’ADN dans les cancers Genotypes in a diploid chromosome Genotypes´ dans un chromosome diploıde¨ ♂♀ Single nucleotide polymorphism A B AB B BBB B A AB A A AA 10-20 million known SNPs slide: H. Bengtsson. P. Neuvial (Statistique et Genome)´ Methodes´ stat. pour donnees´ genomiques´ ENSAI — 2010/2011 23 / 182(0,0) (0,0) Puces SNP en cancerologie´ Changements de nombre de copies d’ADN dans les cancers GenotypesGenotyetpenombres and codepycopies numbd’ADNers in a: taneuploumor ıdie¨ Tumor Matched Normal Tumor with deletion (diploid) with gain copy-neutral LOH - BB BB A B AB A BB ABB - BB BB B B BB B BB BBB(0,2) (1,2) - A B A AB B ABA A (0,1) (1,1) AA A AA A AA A A AA (1,1) slide: H. Bengtsson. P. Neuvial (Statistique et Genome)´ Methodes´ stat. pour donnees´ genomiques´ ENSAI — 2010/2011 24 / 182Puces SNP en cancerologie´ Changements de nombre de copies d’ADN dans les cancers Nombre de copies parentaux, majeur et mineur Nombres de copies parentaux au locus j : (m;p ) : nombrej j non-observe´ de copies provenant d ela mere` et du pere` en j. Etat du nombre de copies en j CN = (C ;C );1j 2j ou` C = min(m;p ) et C = max(m;p ).1j j j 2j j j Les nombres de copies mineur (C ) et majeur (C ) :1 2 caracter´ isent les alter´ ations d’inter´ etˆ dans les cancers peuvent etreˆ estimes´ a` l’aide des donnees´ de puces SNP P. Neuvial (Statistique et Genome)´ Methodes´ stat. pour donnees´ genomiques´ ENSAI — 2010/2011 25 / 182Puces SNP en cancerologie´ Donnees´ de puces SNP Analyse de donnees´ de nombre de copies d’ADN 1 ´Puces SNP en cancerologie Changements de nombre de copies d’ADN dans les cancers ´Donnees de puces SNP 2 Extraction de l’information biologique Pre-processing : des signaux comparables entre echantillons´ Post-processing : nombre de copies totaux P : ratios alleliques´ 3 Segmentation de donnees´ de nombre de copies d’ADN (total) Recours aux modeles` de rupture Exemples d’approches proposees´ Segmentation multi-echantillons´ ou multi plate-forme 4 Estimation du nombre de copies d’ADN Detection´ : utilisation jointe de C et DH ´Etiquetage : cellules normales et plo¨ıdie P. Neuvial (Statistique et Genome)´ Methodes´ stat. pour donnees´ genomiques´ ENSAI — 2010/2011 26 / 182Puces SNP en cancerologie´ Donnees´ de puces SNP Technology: Technologie : puces SNP et nombre de copies d’ADNCopy number and genotyping microarrays Chip Design Sample DNA T/C DNA Probes CGTGTAATTGAACC +|||||||||||||| GCACATTAACTTGG GCACATCAACTTGG |||||||||||||| CGTGTAGTTGAACC CCCCGTAAAGTACT TATGCCGCCCTGCG |||||||||||||| ATACGGCGGGACGC slide: H. Bengtsson. P. Neuvial (Statistique et Genome)´ Methodes´ stat. pour donnees´ genomiques´ ENSAI — 2010/2011 27 / 182