Reconstructing pedigrees using RNA-seq data

Abstract

El objetivo de este trabajo es crear un método para determinar y representar relaciones de parentesco entre diferentes individuos a partir de datos de RNA-seq. Actualmente no existe ningún método descrito para este tipo de datos, mientras que sí existen para otros tipos de datos como arrays de genotipado. La reconstrucción de pedigríes tiene aplicaciones diversas como la detección de problemas de etiquetado. La metodología consiste en (i) hacer un control de calidad de los datos crudos, (ii) mapear los reads en el genoma, (iii) filtrar los datos de los reads mapeados eliminando duplicados y reads con mapeo múltiple, (iv) seleccionar los SNPs comunes que no se encuentren en un sitio de repeticiones o en genes improntados, (v) filtrar los SNPs en los reads y obtener los genotipos, (vi) determinar y representar la relación entre parejas de individuos y (vii) representar el pedigrí completo. Tras seleccionar los filtros y sus valores de corte se ha obtenido un método que permite diferenciar distintas relaciones de parentesco y representarlas. Las relaciones de primer grado (padre-hijo y hermanos completos) son las que más fácilmente se detectan, mientras que las relaciones más lejanas (abuelo-nieto o tío-sobrino) son más difíciles de diferenciar de individuos no relacionados.

The aim of this work is to develop a method to determine and represent kinship relationships between individuals using RNA-seq data. Currently, there are methods to reconstruct pedigrees based on data from genotyping arrays, although there is no effective method based on RNA-seq. Pedigree reconstruction has several applications such as detecting labeling mistakes. The methodology is as follows: (i) perform a quality control of raw data, (ii) map the reads to the reference genome, (iii) filter the mapped reads by eliminating duplicates and multi-mapping reads, (iv) select common SNPs that are not in repeats nor imprinted genes, (v) filter the SNPs in reads and obtain the genotypes, (vi) determine and represent the relationship between pairs of individuals and (vii) represent the whole pedigree. After the selection of filters and their thresholds, a method that allows to discriminate between different kinship relationships and to represent them has been obtained. First-degree relationships (parent-offspring and full siblings) are the most easily detected, while more distant relationships (grandparent-grandchild or uncle-nephew) are more difficult to differentiate from unrelated individuals.

L'objectiu d'aquest treball és crear un mètode per a determinar i representar relacions de parentiu entre diferents individus a partir de dades d'RNA-seq. Actualment no existeix cap mètode descrit per a aquesta mena de dades, mentre que sí que existeixen per a altres tipus de dades com arrays de genotipat. La reconstrucció de pedigríes té aplicacions diverses com la detecció de problemes d'etiquetatge. La metodologia consisteix en (i) fer un control de qualitat de les dades crues, (ii) mapear els reads en el genoma, (iii) filtrar les dades dels reads mapatges eliminant duplicats i reads amb mapatge múltiple, (iv) seleccionar els SNPs comuns que no es trobin en un lloc de repeticions o en gens improntados, (v) filtrar els SNPs en els reads i obtenir els genotips, (vaig veure) determinar i representar la relació entre parelles d'individus i (vii) representar el pedigrí complet. Després de seleccionar els filtres i els seus valors de tall s'ha obtingut un mètode que permet diferenciar diferents relacions de parentiu i representar-les. Les relacions de primer grau (pare-fill i germans complets) són les que més fàcilment es detecten, mentre que les relacions més llunyanes (avi-nét o oncle-nebot) són més difícils de diferenciar d'individus no relacionats.