l 有三种从基因组角度阐明疾病机制的方法：
1. genetc linkage study：研究大量家系患者的基因组，发现致病的基因组上的变化。缺点：需要大量的家系成员，患病/非患病人员均需研究；且发现的是linkage region而不是causitive gene。
2. Candidate gene association study：发现致病基因后，研究基因上的mutation，从流行病学和对临床影响的角度。缺点：false-positive率高；需要先验假设。
3.case-control study：
这三种研究方法的发现结果在OMIM database中可查到。
l Mendelian disease
即单基因遗传病。某个基因组上的事件导致的疾病。在这类遗传性疾病中，发现致病基因，研究其pathway，再普及到sporadic disease中。
l 非Mendelian disease
即common disease。与Mendlian疾病不同，common disease不是由单个基因导致的表型，而是由多个基因导致的表型。no single genetic defect causes the disease, several genes impart risk for disease development.
- Common genetic variability
对common disease，有这样的hypothesis：对这些common disease，common genetic variability控制发病的风险。
这些common low-risk loci通过前面讲的candicate gene analysis方法来发现。这种方法是GWAS方法的基础。
GWAS就是在大样本量的case和control中发现疾病风险marker。GWAS已发现大量PD，AD的风险基因。影响GWAS marker选择的两个主要因素是：1）. marker need to be common; 2）. marker能够反应周围marker的变异情况，这样，只检测一小部分marker即可获知大部分的变异。
2. Rare high-risk variant
导致Mendelian disease的rare，fully penetrant的mutation；调控疾病风险的common variant。介于这两种基因变异之间的是：rare，high-risk变异。vaf：0.5-3%。这些变异对疾病进展的影响高于common variants。
发现这些rare，high-risk变异的方法有：
1）imputation：通过imputation得到的基因型不准确。前面提到的imputation的两种应用：linkage disequilibrium，推断基因型。
2）exome-sequencing： 缺点：不能捕获所有的基因；只能发现已知的东西；不能发现copy number变异。
3）whole-genome sequencing：它是发现rare，high-risk variant的最优方法。但是，它也存在一些缺陷，比如：测序read的读长短。
l 对变异的解释
1.单点的解释risk at a locus:
GWAS发现的变异很多在基因之间，很难解释这些变异的生物学意义。解决这个问题的方法是整合基因型、测序和表达的数据，从SNP之间的association中发现生物学意义。
利用脑组织不同区域的数据，而不是全脑的数据。因为不同的脑区有不同的表达模式。
eQTL：衡量基因组变异与表达量之间的关系。
sQTL：衡量基因组变异与splicing events的关系。
QTL不仅是tissue-specific，cell-specific，还是time-specific。所以，样本收集是主要问题。
2.pathway-based analysis:
背景：genetic研究的目的是为了理解疾病发生和进展的生理机制。
pathway研究的目的：找到影响pathway的关联基因。找到影响疾病的pathway，以及潜在的风险基因。
基于AD的两大GWAS数据，发现pathway：cholestero metabolism胆固醇代谢和immune response中，与疾病相关的基因过表达。
l 整体思路
Methods for gene identification
Dissecting Mendelian diseases.
Identifying common low-risk loci.
Identifying rare, high-risk variants.
Interpreting findings
Fully dissecting risk at a locus.
Pathway-based analysis.
Conclusion and outlook
参考文献：Use of next-generation sequencing and other whole-genome strategies to dissect neurological disease，2012，Nature Reviews Neuroscience