SnpEff는 기본적으로 지원하는 genome 데이터가 있지만 manual하게 빌드하여 SNP의 효과를 예상 할 수도 있다.

SnpEff 설치 후 설치 폴더 내에 생성되는 snpEff.config 파일을 수정해 주어야 한다.

/PATH/TO/INSTALL/SnpEff/snpEff.config 파일 내에 아래 내용을 추가한다.

# genome for test 
test.genome : testtest

test.genome의 test가 이 genome의 식별 코드이다. 뒤에 testtest는 어떠한 영향을 주는지는 잘 모르겠다. 다른 글을 참조했을때 보통은 종 이름을 쓰는 듯 하다.

이후에 /PATH/TO/INSTALL/SnpEff/ 폴더 내에 /data/test/ 폴더를 생성하고 빌드하고자 하는 genome 서열과 annotation 파일을 아래의 형식으로 옮긴다.

mkdir data/test/
cp original_genome.fasta data/test/sequences.fa
cp original_annotation.gtf data/test/genes.gtf

모든 준비가 완료되면 빌드를 시작한다.

java -jar snpEff.jar build test

Genome에 존재하는 Variant란?

Variant 즉 다양성은 모든 생물이 가지는 고유한 특성이다. 종 수준에서의 생존력을 높이기 위해서는 개체들에게 다양성을 부여하고 환경에 더 잘 적응해가는 방향으로 진화해야 생존할 수 있기 때문이다. 한 종 밖에 존재하지 않아 멸종 할 지도 모른다는 바나나가 적절한 반대 예시일 것이다.

다른 종은 모르겠지만 인간의 경우 모든 사람이 약 99.9%의 DNA가 일치하며 0.1%가 개체의 unique함을 보장해 준다고 알려져 있다. (여기에 epgenetic한 요소까지 더해지면 일란성 쌍둥이라 할 지라도 다른 표현형을 가질 수 있게 되지만 이 포스팅에서는 다루지 않겠다.)

직접적으로 영향을 주는 변이는 크게 SNPs와 CNVs 그리고 Translocation으로 나눌 수 있다.

Single nucleotide polymorphisms (SNPs)

- 단일 염기 다형성이라고 번역되어지며 하나의 염기가 다를 때를 말한다. 약 300bp마다 하나 꼴로 나타나는것으로 알려져 있으며 표현형에 직접적으로 연관되어 있다. 

- 단순히 염기가 달라졌을 때를 변이(mutation)이라고 한다면 그 변이가 집단내에서 패턴으로 존재할 때 이를 SNPs이라고 부르게 된다. 

- 아주아주 단순한 예를 들어 어떠한 염기가 A일 때 흑발 G일 때 금발 C일 때 백발이라면 해당 염기의 위치 (염색체 3번의 123,245,321) 를 SNPs위치라고 말 할 수 있다는 것이다. 

- 물론 예시처럼 단순한하지는 않다. SNPs을 정의하기 위해서는 수 많은 샘플에서 적어도 약 1%가 넘는 돌연변이를 가진 그룹이 존재해야 한다. (A가 9900명 G가 100명 존재한다면 SNPs으로 정의할 수 있다.)

Copy number variants (CNVs)

- Duplication 또는 deletion으로 DNA의 일정 부분이 삭제되거나 중복으로 존재하여 유전자의 copy수가 바뀌게 될 때를 말한다.

- copy가 바뀐다는 말은 해당 유전자의 번역 과정에서 생겨나는 단백질의 양도 변하게 된다는 말이고 이것이 결과적으로 질병 의 발생 등에 영향을 줄 수 있게 된다.

- 대표적으로는 헌팅턴병이 유전자 말단 부분의 duplication으로 일어난다.

Translocations

- translocations은 DNA복제 과정 중에 DNA영역 일부가 기존에 위치와는 다른 위치로 옮겨지는 것을 말한다. 

- 단순해 보이지만 유전자가 발현되기 위해서는 DNA의 2차구조나 promoter 등에 의한 복잡한 조합이 일어나야 하는데 전체 유전자의 일부만 옮겨지게 되면 발현이 지나치게 되거나 적게 되는 문제가 발생할 수 있다.

Reference -

https://www.genomicseducation.hee.nhs.uk/news/item/289-various-types-of-variant-what-is-genomic-variation/