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Through local genealogies
Thomas Mailund
Bioinformatics Research Center
http://www.birc.au.dk/
2. Gunshot wounds
Car accidents
Smoking induced
lung cancer “Genetic” Diseases
Cardiovascular
disease
Obesity
Diabetes 2
Alzheimer
Schizophrenia
BRCA1
breast cancer
Cystic fibrosis
Haemophilia
3. Disease Mapping...
Locate disease-affecting polymorphism
Cases (affected)
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------G--------A----G---X----C---C---A----
--A--------G--------G----G---X----C---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----T---X----T---A---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---G----
--T--------C--------A----T---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------G----T---X----C---A---A----
--A--------C--------A----G---X----C---C---G----
Controls (unaffected)
4. Disease Mapping...
Markers are locally correlated
Cases (affected)
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------G--------A----G---X----C---C---A----
--A--------G--------G----G---X----C---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----T---X----T---A---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---G----
--T--------C--------A----T---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------G----T---X----C---A---A----
--A--------C--------A----G---X----C---C---G----
Controls (unaffected)
5. Disease Mapping...
Search for indirect signals
Cases (affected)
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------G--------A----G---X----C---C---A----
--A--------G--------G----G---X----C---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----T---X----T---A---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---G----
--T--------C--------A----T---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------G----T---X----C---A---A----
--A--------C--------A----G---X----C---C---G----
Controls (unaffected)
6. Indirect Association
“Tag” markers Unobserved marker
Cases (affected)
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------G--------A----G---X----C---C---A----
--A--------G--------G----G---X----C---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----T---X----T---A---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---G----
--T--------C--------A----T---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------G----T---X----C---A---A----
--A--------C--------A----G---X----C---C---G----
Controls (unaffected)
7. Indirect Association
Cases (affected)
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------G--------A----G---X----C---C---A----
--A--------G--------G----G---X----C---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----T---X----T---A---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---G----
--T--------C--------A----T---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------G----T---X----C---A---A----
--A--------C--------A----G---X----C---C---G----
Controls (unaffected)
8. Indirect Association
Cases (affected)
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------G--------A----G---X----C---C---A----
--A--------G--------G----G---X----C---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----T---X----T---A---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---G----
--T--------C--------A----T---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------G----T---X----C---A---A----
--A--------C--------A----G---X----C---C---G----
Controls (unaffected)
9. Indirect Association
Cases (affected)
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------G--------A----G---X----C---C---A----
--A--------G--------G----G---X----C---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----T---X----T---A---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---G----
--T--------C--------A----T---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------G----T---X----C---A---A----
--A--------C--------A----G---X----C---C---G----
Controls (unaffected)
10. Indirect Association
Cases (affected)
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------G--------A----G---X----C---C---A----
--A--------G--------G----G---X----C---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----T---X----T---A---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---G----
--T--------C--------A----T---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------G----T---X----C---A---A----
--A--------C--------A----G---X----C---C---G----
Controls (unaffected)
11. Indirect
Multi-Marker
Association
Cases (affected)
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------G--------A----G---X----C---C---A----
--A--------G--------G----G---X----C---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----G---X----T---C---A----
--T--------C--------A----T---X----T---A---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---G----
--T--------C--------A----T---X----T---C---A----
--A--------C--------A----G---X----T---C---A----
--A--------C--------G----T---X----C---A---A----
--A--------C--------A----G---X----C---C---G----
Controls (unaffected)
18. Clustering on a Tree
Complete penetrance
Incomplete penetrance
Spurious disease
19. Clustering on a Tree
25%
Case/control clustering
is not random on the tree...
75%
40%
60%
20. Using “Perfect Phylogenies”
Use the four-gamete test to find regions that
can be explained by a tree with no recurrent mutations
Mailund, Besenbacher & Schierup 2006
25. Scoring the Clustering
Red=cases
Green=controls
Are the case chromosomes significantly
over-represented in some clusters?
27. Wild-types
Mutation
Mutants
We can place “mutations” on the tree edges
and partition chromosomes into “mutants”
and “wild-types” and test for different
distributions of cases and controls
28. Wild-types
Mutation
Mutants
Use average or maximum to score the tree
Average is kosher Bayesian stats; maximum
needs to be corrected for over-fitting.
34. Power to detect
association
power
100
80
Percentage
60
40
20
QBlossoc
Student's t−test
0
0.05 0.10 0.15
Susceptibility allelle frequency
37. Thank you!
More information at
http://www.birc.au.dk/~mailund/association-mapping/