| 课程号 |
01137021 |
学分 |
2 |
| 英文名称 |
Human genetics: linkage analysis and disease genetics |
| 先修课程 |
无 |
| 中文简介 |
课程内容中文简介（请务必填写）
人类遗传学是专门探讨研究人类性状和疾病遗传和基因变异规律的一门科学。本课程旨在系统介绍人类遗传学所涉及的各概念及研究方法和实际应用，着重介绍连锁分析的原理及计算方法，以及如何寻找疾病的致病基因和突变。本课程还将介绍如何从新一代高通量测序中分析复杂疾病相关变异。
当前，随着高通量测序技术的发展和广泛应用，寻找单基因遗传病的致病基因以及寻找复杂疾病的易感基因与基因突变，已成为遗传学研究的前沿和热点问题。本课程将邀请在该领域有重要影响的国外著名遗传学家进行授课，在讲授遗传学方法和原理的同时，介绍他们自己开发的方法，以及他们如何利用这些方法成功寻找到疾病相关基因和变异。从而使选课学生在学到遗传学的基本概念和方法的同时，更学习到如何将它们应用于前沿问题的研究之中。
本课程要求选课同学积极参与讨论与实践。每节课程将提供真实数据，要求同学利
用当节课程所学方法在计算机上进行实际分析，并对分析结果展开讨论。
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| 英文简介 |
Human genetics is a discipline that studies the inherence of human traits and diseases and their relationship with genomic variations. This course is to introduce the concepts and methods involved in human genetics and their applications. This course will introduce the methods and theory used in linkage analysis and how to utilize these methods and tools to discover genetic basis underlying human diseases. This course will also talk about how to find genes and mutations involved in human complex disorders from high throughput sequencing data.
With the rapid development of next-generation sequencing technology and its wide application, it has been an advanced and hot topic to find the causal genes of Mendelian disorders and genes and mutations involved in complex diseases. Several famous geneticist from overseas, who have made great contributions to this field, will be invited in this course. They will talk about the novel methods developed by their own and demonstrate how these methods could be employed to find the genetic basis of human disease. The students will not only learn the basic concepts and methods in human genetics, they will also know how to apply these methods into their research.
This course requires students to discuss and practice actively. Real data will be provided to each students in each lesson. Students should analysis these data with methods learned and discuss the results with classmates.
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| 开课院系 |
生命科学学院 |
| 通选课领域 |
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| 是否属于艺术与美育 |
否 |
| 平台课性质 |
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| 平台课类型 |
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| 授课语言 |
英文 |
| 教材 |
Analysis of human genetic linkage,Jurg Ott,Johns Hopkins university press,1999；
Handbook of Human Genetic Linkage,J.D. Terwilliger & J. Ott,Johns Hopkins University Press,1994；
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| 参考书 |
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| 教学大纲 |
本门课程开设目的在于讲授人类遗传学中的经典研究方法连锁分析以及如何利用遗传学方法寻找疾病的致病基因和变异。
通过耐心、详尽地讲解及上机操作，改变学生们对连锁分析模糊的认知状态，不仅限于介绍哪些软件能工作，更重要的是让学生掌握背后的统计计算模型后，可以对那些软件和工具的局限性给出评判，并且能正确、有效地分析结果，并将所学方法应用于实际数据的研究分析之中。
该课程将是从事人类遗传研究人员的非常重要的知识和实践储备。
课程主要内容包括：孟德尔遗传、连锁分析基础、LINKAGE程序的使用、基因型频率、LOD值方法、遗传异质性、基因关联分析、复杂疾病遗传学研究和实践课。每次课程设计若干知识点。
1-5学时，首先为检测学生遗传背景，并巩固基本概念，依次介绍人类遗传学基础知识，如表型、孟德尔遗传、基因型、Hardy-Weinberg平衡、遗传力、外显率等。
6-10学时，以连锁分析中的LOD Score方法为主，介绍在家系中计算两个遗传标记间连锁强度的方法：以简单家系为例，通过计数重组子和非重组子个数，在假设各种重组比例的条件下，计算观察到那么多重组子和非重组子的可能性（likelihood），然后取最大值，最后跟假设没有连锁，即重组比例为0.5时的可能性比较，得到LOD值。其中所涉及到的概率模型和计算方法对于复杂家系和大量遗传标记也是适用的。该方法除了用于寻找与疾病表型连锁的遗传标记，一开始还用于构建人类遗传图谱。此外还提到其他方法，如针对患病同胞的分析策略，以及简单提到存在位点异质性时的统计方法，后续课程将有详细介绍。
11-15学时，介绍代替手工计算的连锁分析的工具LINKAGE，描述该软件的框架和输入、输出文件，及控制参数。该工具可以处理大家系和大量家系，并且计算精确的LOD值；但相对其他软件如Merlin而言，LINKAGE一次只能处理少数几个遗传标记，对于现在的高密度芯片数据，需要有所改动。并且将单独安排一次课程进行实践，在不同操作系统上运行LINKAGE程序，学习处理和解释分析结果。
16-20学时，深入讲解理论知识，包括用EM算法处理单倍型频率的估计，用ELOD描述信息量等。在授课过程中，引入多种实例，比如用遗传标记进行亲子鉴定，以前较成功的精神分裂症多位点连锁分析的工作等，加强学生对知识点的理解。除此之外，还将讲解跟连锁分析紧密关联的关联分析，指出连锁不平衡是关联分析的基础，并且介绍了目前常用的关联分析策略，如基于case-control和家系的关联分析，经典的分析方法TDT，能处理分型错误的改进版TDTae，以及结合连锁分析和关联分析的方法，如pseudomarker。
21-24学时，详细地讲解遗传异质性的来源，及位点异质性的检测方法（HOMOG）和处理方法（TLINKAGE）。最后对同学的问题安排专题时间进行答疑。
25-36学时，详细讲述复杂疾病相关的遗传学分析方法。每年选择一种重要复杂疾病为例，讲述如何通过对高通量测序数据的分析，寻找易感基因和突变。
课堂讲授（70%）、文献阅读（10%）、课堂讨论（10%）、数据分析实践(10%)。
根据学生出勤情况（40%）、课堂讨论及操作（30%）、以及课后作业及大作业完成情况（30%）评定成绩。
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| 教学评估 |
魏丽萍：
学年度学期：16-17-3，课程班：人类遗传学: 连锁分析及疾病遗传学1，课程推荐得分：5.0，教师推荐得分：5.0，课程得分分数段：100-105；
伍启熹：
学年度学期：16-17-3，课程班：人类遗传学: 连锁分析及疾病遗传学1，课程推荐得分：5.0，教师推荐得分：5.0，课程得分分数段：100-105；
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