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Microarray- und Sequenzierungsstudien


Statistische Methoden zur Bewertung genetischer Varianten in Microarray- und Sequenzierungsstudien

Von 2012 bis 2017 haben wir an dem Projekt "Statistische Methoden zur Bewertung genetischer Vaianten in Microarray- und Sequenzierungsstudien" geforscht, das von der undefined Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wurde.

Ziele des Projekts

Variationen im menschlichen Genom können das Krankheitsrisiko entscheidend beeinflussen. Deshalb befassen sich zahlreiche Assoziationsstudien mit Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs; Single Nucleotide Polymorphisms), der häufigsten Art genetischer Variationen. Während eine große, vorher festgelegte Untermenge aller SNPs mit Microarrays gemessen werden können, ermöglichen es Sequenzierungstechnologien, alle bekannten SNPs im gesamten Genom oder in spezifischen DNS-Regionen zu messen und vorher unbekannte, zumeist sehr selten auftretende Variationen aufzudecken. In der statistischen Analyse dieser SNPs wird gewöhnlich nur deren Ausprägung berücksichtigt, obwohl weit mehr Informationen über die SNPs vorhanden sind.

Das Hauptziel dieses Projekts war es, statistische Methoden für verschiedene Arten von Assoziationsstudien zu entwickeln, die eine Einbeziehung aller verfügbaren Informationen über die SNPs ermöglichen, und somit zu einer verbesserten Bewertung der Effekte der SNPs auf das Krankheitsrisiko beitragen können. Ferner sollten statistische Verfahren für verbreitete und rare Variationen erarbeitet werden, mit denen komplexe krankheitsassoziierte Kombinationen solcher Variationen in Studien (wie Exom-Sequenzierungsstudien) mit zehntausenden SNPs identifiziert werden können oder genetische Gruppen von Variationen gemeinsam bewertet werden können. Schließlich sollten statistische Verfahren zur integrativen Analyse von SNPs und weiteren genetischen Variablen entwickelt werden

Publikationen

Liu, D., Schwender, H., Wang, M., Wang, H., Wang, P., Zhu, H., Zhou, Z., Li, J., Wu, T., Beaty, T.H.: Gene-Gene Interaction Between MSX1 and TP63 in Asian Case-Parent Trios with Nonsyndromic Cleft Lip with or without Cleft Palate. Birth Defects Research, DOI: 10.1002/bdr2.1139 (2018)


Wang, P., Wu, T., Schwender, H., Wang, H., Shi, B., Wang, Z., Yuan, Y., Liu, D., Wang, M., Li, J., Zhou, Z., Zhu, H., Beaty, T.H.: Evidence of Interaction Between Genes in the Folate/Homocysteine Metabolic Pathway in Controlling Risk of Nonsyndromic Oral Cleft. Oral Diseases, DOI: 10.1111/odi.12831 (2018)


Hüls, A., Krämer, U., Carlsten, C., Schikowski, T., Ickstadt, K., Schwender, H.: Comparison of Weighting Approaches for Genetic Risk Scores in Gene-Environment Interaction Studies. BMC Genetics, 18 p. 115 (2017)


Kaisers, W., Schwender, H., Schaal, H.: Sample Size Estimation for Detection of Splicing Events in Transcriptome Sequencing Data. International Journal of Molecular Sciences, 18 p. E1900 (2017)


Kaisers, W., Ptok, J., Schwender, H., Schaal, H.: Validation of Splicing Events in Transcriptome Sequencing Data. International Journal of Molecular Sciences, 18 p. E1110 (2017)


Kaisers, W., Boukamp, P., Stark, H.J., Schwender, H., Tigges, J., Krutmann, J., Schaal, H.: Age, Gender and UV-Exposition Related Effects on Gene Expression in In Vivo Aged Short Term Cultivated Human Dermal Fibroblasts. PLOS ONE, 12 p. e0175657 (2017)


Liu, D., Wang, H., Schwender, H., Marazita, M.L., Wang, Z., Yuan, Y., Wang, P., Liang, K.Y., Wu-Chou, Y.H., Wang, M., Shi, B., Zhu, H., Wu, T., Beaty T.H.: Gene-Gene Interaction of Single Nucleotide Polymorphisms in 16p13.3 may Contribute to the Risk of Non-Syndromic Cleft Lip with or without Cleft Palate in Chinese Case-Parent Trios. American Journal of Medical Genetics, Part A, 173 p. 1489-1494 (2017)


Schäfer, M., Klein, H.U., Schwender, H.: Integrative Analysis of Multiple Genomic Variables Using a Hierarchical Bayesian Model. Bioinformatics, 33 p. 3220-3227 (2017)


Xiao, Y., Taub, M.A., Ruczinski, I., Begum, F., Hetmanski, J.B., Schwender, H., Leslie, E.J., Koboldt, D.C., Murray, J.C., Marazita, M.L., Beaty, T.H.: Evidence for SNP-SNP Interaction Identified Through Targeted Sequencing of Cleft Case-Parent Trios. Genetic Epidemiology, 41 p. 244-250 (2017)


Klein, H.U., Schäfer, M.: Integrative Analysis of Histone ChIP-Seq and RNA-Seq Data. Current Protocols in Human Genetics, 90 p. 20.3.1-20.3.17 (2016)


Bu, L., Chen, Q., Wang, H., Zhang, T., Hetmanski, J.B., Schwender, H., Parker, M., Chou, Y.H., Yeow, V., Chong, S.S., Zhang, B., Jabs, E.W., Scott, A.F., Beaty, T.H.: Novel Evidence of Association with Nonsyndromic Cleft Lip with or without Cleft Palate was Shown for Single Nucleotide Polymorphisms in FOXF2 Gene in an Asian Population. Birth Defects Research A: Clinical and Molecular Teratology, 103 p. 857-862 (2015)


Casjens, S., Schwender, H., Brüning, T., Ickstadt, K.: A Novel Crossover Operator Based on Variable Importance for Evolutionary Multi-Objective Optimization with Tree Representation. Journal of Heuristics, 21 p. 1-24 (2015)


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Kaisers, W., Schaal, H., Schwender, H.: rbamtools: an R interface to samtools enabling fast accumulative tabulation of splicing events over multiple RNA-seq samples. Bioinformatics, 31 p. 1663-1664 (2015)


Younkin, S.G., Scharpf, R.B., Schwender, H., Parker, M.M., Scott, A.F., Marazita, M.L., Beaty, T.H., Ruczinski, I.: A Genome-Wide Study of Inherited Deletions Identified two Regions Associated with Nonsyndromic Isolated Oral Clefts. Birth Defects Research Part A: Clinical and Molecular Teratology, 103 p. 276-283 (2015)


Chen, Q., Wang, H., Schwender, H., Zhang, T., Hetmanski, J.B., Wu-Chou, Y.H., Ye, X., Yeow, V., Chong, S.S., Zhang, B., Jabs, E.W., Parker, M.M., Scott, A.F., Beaty, T.H.: Joint Testing of Genotypic and Gene-Environment Interaction Identified Novel Association for BMP4 with Non-Syndromic CL/P in an Asian Population Using Data from an International Cleft Consortium. PLoS One, 9 p. e109038 (2014)


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Klein, H.U., Schäfer, M., Porse, B.T., Hasemann, M.S., Ickstadt, K., Dugas, M.: Integrative Analysis of Histone ChIP-seq and Transcription Data Using Bayesian Mixture Models. Bioinformatics, 30 p. 1154-1162 (2014)


Malina, M., Ickstadt, K., Schwender, H., Posch, M., Bogdan, M.: Detection of Epistatic Effects with Logic Regression and a Classical Linear Regression Model. Statistical Applications in Genetics and Molecular Biology, 13 p. 83-104 (2014)


Neumann, C., Taub, M.A., Younkin, S.G., Beaty, T.H., Ruczinski, I., Schwender, H.: Analytic Power and Sample Size Calculation for the Genotypic Transmission/Disequilibrium Test in Case-Parent Trio Studies. Biometrical Journal, 68 p. 766-773 (2014)


Schwender, H., Li, Q., Neumann, C., Taub, M.A., Younkin, S.G., Berger, P., Scharpf, R.B., Beaty, T.H., Ruczinski, I.: Detecting Disease Variants in Case-Parent Trio Studies Using the Bioconductor Software Package trio. Genetic Epidemiology, 38 p. 516-522 (2014)


Wu, T., Schwender, H., Ruczinski, I., Murray, J.C., Marazita, M.L., Munger, R.G., Hetmanski, J.B., Parker, M.M., Wang, P., Murray, T., Taub, M., Li, S., Redett, R.J., Fallin, M.D., Liang, K.Y., {Wu-Chou}, Y.H., Chong, S.S., Yeow, V., Ye, X., Wang, H., Huang, S., Jabs, E.W., Shi, B., Wilcox, A.J., Jee, S.H., Scott, A.F., Beaty, T.B.: Evidence of Gene-Environment Interaction for two Genes on Chromosome 4 and Environmental Tabacco Smoke in Controlling the Risk of Nonsyndromic Cleft Palate. PLoS One, 9 p. e88088 (2014)


Younkin, S.G., Scharpf, R.B., Schwender, H., Parker, M.M., Scott, A.F., Marazita, M.L., Beaty, T.H., Ruczinski, I.: A Genome-Wide Study of De Novo Deletions Identifies a Candidate Locus for Non-Syndromic Isolated Cleft Lip/Palate Risk. BMC Genetics, 15 p. 24 (2014)


Beaty, T.H., Taub, M.A., Scott, A.F, Murray, J.C., Marazita, M.L., Schwender, H., Parker, M.M., Hetmanski, J.B., Balakrishnan, P., Mansilla, M.A., Mangold, E., Ludwig, K.U., Noethen, M.M., Rubini, M., Elcioglu, N., Ruczinski, I.: Confirming Genes Influencing Risk to Cleft Lip with/without Cleft Palate in a Case-Parent Trio Study. Human Genetics, 132 p. 771-781 (2013)


Li, Q., Schwender, H., Louis, T.A., Fallin, M.D., Ruczinski, I.: Efficient Simulation of Epistatic Interactions in Case-Parent Trios. Human Heridity, 75 p. 12-22 (2013)


Taub, M.A., Schwender, H.R., Younkin, S.G., Louis, T.A., Ruczinski, I.: On Multi-Marker Tests for Association in Case-Control Studies. Frontiers in Genetics, 4 p. 252 (2013)


Scharpf, R.B., Beaty, T.H., Schwender, H., Younkin, S.G., Scott, A.F., Ruczinski, I.: Fast Detection of De Novo Copy Number Variants from SNP Arrays for Case-Parent Trios. BMC Bioinformatics, 13 p. 330 (2012)


Schwender, H.: Imputing Missing Genotypes with Weighted K Nearest Neighbors. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 75 p. 438-446 (2012)


Schwender, H., Selinski, S., Blaszkewicz, M., Marchan, R., Ickstadt, K., Golka, K., Hengstler, J.G.: Distinct SNP Combinations Confer Susceptibility to Urinary Bladder Cancer in Smokers and Non-Smokers. PLoS ONE, 7 p. e51880 (2012)


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