表观遗传学及其在同卵双生子研究中的新进展

表观遗传学是指不改变DNA序列的可遗传的基因表达改变.是多细胞真核生物的重要生物学现象.DNA甲基化、基因组印记、组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化、染色质重塑、假基因和小分子RNA等是表观遗传学的主要研究内容.同卵双生子(monozygotic twins,MZ)是由一个受精卵分裂发育而成的双胞胎,二者具有完全相同的基因组DNA序列.从经典遗传学的角度,使用短串联重复序列(short tandem repeat,sTR)和单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)等遗传标记均不能对其进行有效的个体甄别.因此,寻找新的遗传标记显得尤为重要,最新表观遗传学领域的研究成果表明.MZ个体间DNA甲基化差异显著,这为甄别MZ个体提供了新的策略.本文对表观遗传学的概念、研究内容及表观遗传学在MZ鉴别中的应用前景进行了综述.     

2对同卵双生子microRNAs表达谱差异分析

目的探索同卵双生子(monozygotic twins,MZ)间microRNAs(miRNAs)表达谱差异,寻找甄别MZ个体的新指标。方法应用miRNA芯片技术检测两对不同年龄和性别的MZ间miRNAs的表达并对其表达谱进行差异性分析,同时采用实时定量RT-PCR(qRT-PCR)技术对差异表达的miRNAs进行验证。结果男性MZ对共检出74个差异表达的miRNAs(51个上调,23个下调);女性MZ对共检出220个差异表达的miRNAs(102个上调,118个下调);两对MZ间共有的差异表达miRNAs 32个(上调27个,下调4个,表达不一致的1个)。此外,挑选的4个差异表达的miRNAs经实时qRT-PCR验证,与芯片检测结果一致。结论本研究初步证实了MZ个体间存在miRNAs表达差异,有望作为甄别MZ个体的新生物学指标。     

同卵双生子外周血DNA甲基化谱的差异

目的通过比较不同个体外周血DNA甲基化谱的差异,评估DNA甲基化在同卵双生子个体甄别中的应用价值。方法在知情同意基础上获得22对同卵双生子外周血样。抽提基因组DNA后进行重亚硫酸盐转化．采用Illuraina公司的人27k甲基化微珠芯片检测基因组27578个CpG位点的甲基化程度（启值）。依据常染色体CpG位点的序值,采用欧氏距离计算方法计算同卵双生子间以及同性男ll的无关个体间的表观遗传距离。比较同卵双生子对与无关个体对两组不同人群间的表观遗传距离差异。结果同卵双生子对人群以及无关个体对人群中的男性个体对与女性个体对的表观遗传距离差异均无统计学意义（P值分别为0．0695和0．4825）。同卵双生子对的表观遗传距离显著低于无关个体对人群（中位数：6．02νs7．20,P=0．0002）．但两组人群的表观遗传距离均显著大于4．00（P〈0．0001）。结论同卵双生子间的外周血DNA甲基化谱差异显著．DNA甲基化是进行同卵双生子个体甄别的有效生物学标记。     

SNRPN基因rs220030位点的分型及甲基化亲缘相关性

目的建立变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)技术与焦磷酸测序技术对小核核糖核蛋白多肽N(small nuclear ribonucleoprotein polypeptide N,SNRPN)基因rs220030位点的分型方法。建立应用焦磷酸测序技术分析CpG甲基化状态的方法,探讨rs220030位点用于亲缘等位基因判定的可行性。方法应用DGGE技术对97例上海地区汉族家系血样rs220030位点进行分型,同时应用焦磷酸测序技术对其中25例血液来源的家系样本的rs220030位点分型,并对两种方法在SNP分型结果上进行比较。通过重亚硫酸盐修饰联合焦磷酸测序技术分析随机2组家系样本rs220030位点上游CpG甲基化状态,判断甲基化是否有亲缘相关性。结果经DGGE检测97例家系血样rs220030位点分型结果为C纯合子20例,T纯合子29例,C/T杂合子48例。经焦磷酸测序检测25例血液来源的家系样本结果与DGGE检测结果一致。经重亚硫酸盐修饰联合焦磷酸测序技术分析,2组血液来源的家系子代的rs220030位点上游CpG甲基化状态均与母亲较相似。结论相比DGGE技术,焦磷酸测序技术更精确、方便,适合大样本、高通量SNP分型。重亚硫酸盐修饰联合焦磷酸测序技术可以精确分析CpG甲基化状态。rs220030位点可用于亲缘等位基因判定。     

分析裂解衍生化技术及其在刑事技术中的应用

介绍了近年来分析裂解衍生化反应技术,如加氢还原法;基质修饰剂法;同时裂解甲基化法;同时热液分解法.并就该技术的现状、原理、进展及其在刑事技术中的应用进行了综述.     

HUMARA基因座差异甲基化的法医学意义

目的　探讨X连锁差异甲基化多态性基因座的法医学应用意义。方法　以STR基因座HUMARA为例 ,应用甲基化敏感性限制酶消化后PCR技术 ,复合分析该基因座的STR多态性和甲基化状态 ,调查并比较男、女检材的分型效果。结果　基因组DNA经HpaⅡ消化后 ,男性没有扩增产物 ,女性分型不受影响 ,男女混合检材得到女性的分型图谱。女性单克隆瘤细胞只能检出 1个等位基因。结论　差异甲基化的HUMARA基因座是混合斑分析、性别鉴定和组织克隆性判断的有用工具。     

DNA甲基化在法医学中的应用前景及其检测方法新进展

DNA甲基化是一种重要的表观遗传标记。新近的一些研究表明,DNA甲基化在二联体亲权鉴定、同卵双生子法医学个体甄别等案例中可能具有一定的应用前景,可作为STR或SNP等经典遗传标记的有益补充。目前基于甲基化敏感的限制性核酸内切酶、重亚硫酸盐转化以及甲基化CpG结合蛋白等原理已建立了一系列的DNA甲基化检测方法。甲基化敏感的单核苷酸引物延伸、实时荧光PCR、甲基化特异性PCR、甲基化特异性多重连接反应依赖性探针扩增、光纤微珠芯片等位点特异性DNA甲基化检测方法都可用于已知CpG位点甲基化状态的检测并可能在法医学实验室具有一定的应用前景;AIMS、HELP、COMPARE-MS等通过对基因组范围内的DNA甲基化扫描分析,可发现具有潜在法医学应用价值的DNA甲基化位点。     

外周血DNA甲基化谱与吸烟的关系

目的通过比较吸烟与不吸烟个体外周血DNA甲基化谱的差异,评估DNA甲基化在区分吸烟与不吸烟人群中的应用价值。方法根据下载于NIH的GEO公共数据库的人类全基因组DNA甲基化数据,运用Student’s T检验和聚类分析的方法评估外周血特定CpG位点DNA甲基化程度在吸烟与不吸烟人群中的差异。结果特定Cp G位点上,非吸烟人群与吸烟人群的DNA甲基化有显著区别。结论检测人外周血的甲基化情况可以区分吸烟和非吸烟人群。     

DNA甲基化标记检测方法及其法医学应用

DNA甲基化是重要的表观遗传修饰,主要在转录水平上调控基因的表达。DNA甲基化在人类基因组中含量丰富、分布广泛;甲基化谱有时空特异性、细胞特异性和亲源特异性。新近研究表明DNA甲基化在组织体液鉴定、同卵双生子鉴定、年龄推断、性别推断和亲子鉴定等方面具有一定的应用价值,有望成为一种新的法医学遗传标记。本文就DNA甲基化检测方法的研究进展及法医学应用进行综述,以期为法医学实践提供参考。     

小卫星DNA探针MZ1.3:制备、法庭案例上的应用及DNA片断图型与常规父权检验结果的比较

<正> 小卫星DNA探针MZ1.3是从人类基因库中通过筛选随机选择克隆中的超可变重复序列而分离的。详细制备方法及该选择性DNA克隆序列的细节将另行发表。自外周血细胞及尸解材料组织标本抽提的人DNA用限制性内切酶HinfI酶解,再作Southern印迹法分析。在与经~(32)P-dCTP缺口翻译的探针MZ1.3杂交后,经放射性自显影,每一个体DNA样本平     

1对同卵双生新生儿DNA甲基化谱差异分析

目的 探索1对同卵双生新生儿之间DNA甲基化谱的差异.方法 应用甲基化免疫共沉淀结合高通量测序法对1对同卵双生新生儿的DNA甲基化谱进行检测,分析基因组DNA甲基化特点及其之间的差异,筛选适用于法医学分析的甲基化位点.结果 两样本各获得7300万原始测序序列(raw reads)数据,与人类基因组参考序列比对,各得到4800万和5000万唯一比对reads,其中大部分分布在重复区域,且在Alu序列分布最为广泛.两样本DNA甲基化富集区域(peak)各检测到257 362条和197 272条,基因组覆盖率分别为6.53％和5.29％,分布在基因组不同区域,以中间内含子区含量最多.分析两样本甲基化差异区域得到2205条差异的甲基化序列,其中595条位于基因区域,1610条位于基因间区,从中筛选出113条序列,用于进一步深入研究其法医学应用价值.结论 本研究初步证实了DNA甲基化用于同卵双生子鉴定的可行性,为筛选同卵双生子DNA甲基化差异位点提供了基础数据.     

Exploring of rare differences in mtGenomes between MZ twins using massively parallel sequencing

Compared with nuclear DNA, fewer DNA repair mechanisms in mitochondria and lack of proofreading capabilities in the mtDNA polymerase help introduce more variability between MZ twins. In our previous study, we used ultra-deep mtGenome sequencing to characterize point heteroplasmy and nucleotide variant in blood samples of MZ twins. In the present study, we characterize minor differences of mtGenomes in saliva and hair shaft samples from six sets of MZ twins using the Precision ID mtDNA Whole Genome Panel, Ion S5 XL system, and Converge Software. Additionally, the effectiveness of different tissue samples for differentiating between MZ twins was evaluated. Point heteroplasmies were observed in all sets of MZ twins regardless of sample type. Overall, more variants were observed in the mtGenome from hair shaft samples than that from blood and saliva samples. The results of this study further support that the mtGenome analysis could be used to distinguish MZ twins from each other.     

表观遗传学在法医学应用探讨

表观遗传学指没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达改变。主要包括DNA甲基化、X染色体剂量补偿、组蛋白修饰、基因组印记、表观基因组学和人类表观基因组计划等方面的内容。在法医实际检案中常遇到一些特殊问题,如妊娠期胎儿父权的认定,单亲鉴定中亲代必需等位基因的确定,同卵双生子的区分,微量组织来源的鉴定等。本文对表观遗传学的基本内容和在法医学中的应用进行综述,以期为相关研究及实践提供参考。     

Isolation of the DNA minisatellite probe MZ 1.3 and its application to DNA 'fingerprinting' analysis

A minisatellite probe, MZ 1.3, detecting hypervariable fragment patterns was isolated from a human genomic library. A repetitive sequence of 27 bp length was identified which is contained in the probe approx. 40 times. The MZ 1.3 repeat shows variable homology of 53-73% to the repetitive sequence of the protein III gene of the bacteriophage M13 genome. Polymorphic restriction fragment patterns were found with MZ 1.3 using the enzymes Hinf I, BstN I, Hae III, Mbo I, PstI/Pvu II, and Rsa I. An average of 18 polymorphic fragments was observed using Hinf I as enzyme. The band sharing frequency after Hinf I digestion among unrelated individuals was determined to be 23.8 +/- 7.2%. An example for the application of MZ 1.3 to paternity testing in an incest case is given. The probe can be used with radioactive or non-radioactive detection systems. An approach is presented to compare polymorphic fragment patterns from individuals obtained by independent gel runs on the basis of relative band positions (RBP) and calculated in a computerized analysis.     

不同频率共振峰在话者识别中的鉴别价值

目的研究在话者识别领域,不同频率共振峰特征价值的大小。方法对10对女性与8对男性双胞胎正常朗读语音的共振峰频率特性进行定量测量、比较、分析,统计。结果男性和女性双胞胎个体依据2000Hz以下、2000-5000Hz、5001-8000Hz不同频率范围内的共振峰均可区分,但共振峰的缺峰比例随着频率的升高而升高,5001-8000Hz范围的缺峰比例达26.67%。结论不同频率共振峰在话者识别中的区别能力无显著差异。     

人类反转座核元件甲基化研究进展

人类反转座核元件LINE-1序列和Alu序列甲基化水平的变化与多种疾病的发生、发展有密切的联系,因此是相关疾病,尤其肿瘤和癌症预测、诊断、治疗及预后的新标记。近年来,二者在法医学方面的研究也逐渐展开,主要集中在同卵双生子的鉴别、年龄的鉴定、组织的鉴定等方面,有望成为法医DNA分析领域新一代的遗传标记。本文综述LINE-1序列和Alu序列甲基化在医学、法医学等领域的研究进展,希望能为相关研究和应用提供参考。     

印记基因H19上游高甲基化区SNPs多态性研究

目的建立简单、高效的DNA甲基化标记和SNPs联合检测技术，并用于H19基因上游高甲基化区两组SNPs群体遗传学检测。方法用PCR—DGGE技术对232例武汉汉族无关个体H19基因上游启动子区H19FR1和H19FR2单倍型进行检测；同时选用两种甲基化敏感的限制酶（msRE）HpaⅡ和HhaⅠ，检测H19FR等位基因亲代来源。结果H19FR1区检出5种单倍型、9种表型组合，其个体识别能力（DP）、多态性信息含量（PIC）和非父排除率（PE）分别为0．803、0．58和0．322；H19FR2区检出2种单倍型、3种表型组合，其DP、PIC和PE值分别为0．626、0．37和0．162。测序结果显示，片段H19FR1含有a7342g、a7357g和g7547a3个SNPs与1个g7351c点突变；H19FR2仅含aS097g1个SNP。msREHpaⅡ或HhaⅠ可消化个体母源等位基因，PDP-DGGE分析仅能检测到父源等位基因。结论PDP-DGGE是一种简单、灵敏、高效的DNA甲基化标记和SNPs联合分析技术，其在进行多态性分型同时还可以确定等位基因的亲代来源，具有较高的法医学应用价值。