mtDNA异质性及其法医学应用

线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）是惟一的细胞核外DNA.人类mtDNA为一裸露的环状双链结构,长16569 bp,由富含嘌呤的重链（H链）和富含嘧啶的轻链（L链）组成.mtDNA编码区的序列相对保守,其非编码区长1122bp,又称为控制区.控制区的碱基变异相对集中分布在15996～16401nt和29～408nt两个区段,分别称为HV Ⅰ和HVⅡ.后来,Lutz等发现在438～574nt间也存在较多的碱基变异,称为HVⅢ.mtDNA呈母系遗传特征,加之其拷贝数多、突变率高、抗腐败能力强,具有极高的法医学应用价值.     

线粒体DNA编码区的多态性

目的研究线粒体DNA(mtDNA)编码区单核苷酸多态性,建立mtDNA编码区多态性在法庭科学中应用的理论基础。方法针对mtDNA编码区nt8162-8483以及nt13070-13299两段序列设计引物,应用直接测序技术研究其多态性。结果两对引物扩增片段长分别为322bp和230bp,共检测到21种变异,24种单倍型,基因多样性为0.7511,两个无关个体的偶合概率为0.2564。结论线粒体DNA编码区多态性位点作为线粒体DNA控制区多态性位点的补充,联合应用可以提高线粒体DNA在法医学应用中的个体识别能力。     

线粒体DNA异质性在法医遗传学中的研究进展及存在的问题探讨

1 概述 人类mtDNA 1981年在英国剑桥Sanger实验室首次完成全序列测定,这个最初测定的序列(基因库编码:M63933)作为对比的参考序列,通常被称为Anderson序列或剑桥序列[1].线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)为环状DNA,有16569碱基对,含37个编码氧化磷酸化过程相关物质的基因,还有一个复制控制区称为D-环区.该区在个体间呈现多态性,可用于人类个体识别和亲子鉴定.D-环区包括三个高变区(hypervariable region,HV)目前已有人提出高变区Ⅳ的概念,但文献报道较少.无血缘关系个体中mtDNA的HVⅠ和HVⅡ区域变化率大约在1%～3%[2].     

广州地区汉族群体mtDNA HV I区多态性

<正> 人类线粒体DNA(mtDNA)是一个闭合的、环状的双链DNA分子,大小为16569 bp,包含一个约1.1 kb长的非编码区(noncoding region)。由于其具较高的复制错误率和较低的修复能力,mtDNA分子,特别是在非编码区具有较高的多态性。mtDNA分子具有母系遗传、高拷贝数(1000～10000个拷贝/细胞)[1]等特点,非编码区的两个高度变异的区域HVRⅠ(hypervariable regionⅠ)和HVRⅡ(hypervari—able regionⅡ)已作为法医学个体识别非常有用的遗     

mtDNA—HVⅠ和细胞色素b片段的复合扩增及其法医学应用

目的探讨复合扩增mtDNA D环HV I和细胞色素b片段进行种属鉴定和个体识别的方法及mtDNA-HV I多态性。方法用两对引物同步扩增HV I片段与细胞色素b片段,银染显带检测扩增产物,ABI377测序仪及荧光测序技术分析扩增产物序列多态性。结果人类有279bp,358bp两条带,动物只有358bp一条带。通过对131例随机广东汉族人群个体进行mtDNA控制区(15997～16236))序列测定统计,得出此区域的序列多态性。共发现69个位点变异,平均每个个体存在2.679个碱基突变,检出67个单倍型,基因多样性为97.92％。结论mtDNA控制区(15997—16236)具有较高的序列多态性。为良好的个体识别标记。复合扩增mtDNA D环HV I与细胞色素b片段进行测序分析可以同步进行种属鉴定和个体识别。     

人类线粒体DNA非编码区的序列分析与法医学应用

一、人类线粒体DNA(mtDNA)序列分析和应用的历史沿革 1981年Anderson完成了人类线粒体基因组的全部核苷酸序列的测定,并提出人类mtDNA呈闭合环状,总长度为16 569bp[1].在此基础上,许多学者致力于分析这一环状小分子DNA,以揭示mtDNA的序列多态性程度.早期主要采用RFLP技术,如Greenberg等[2]、Horai等[3]用RFLP技术对人类mtDNA进行了序列分析,结果显示:人类mtDNA的序列多态性仅局限于长度约为1.1kb的非编码区,称之为D-Loop区,其中包含两个长度各为400bp的高度可变区-HV1和HV2;不同个体的mtDNA存在长度变异和序列变异,结果也提示人类线粒体DNA比核DNA有更高的突变率,为核DNA的5～10倍.甚至某些区域是核DNA的6～17倍.到了90年代,DNA自动测序技术在mtDNA研究上的普及应用,大大促进了研究的发展,不少学者提出人类mtDNA的序列分析可用于法医学个人识别.如Stonking等[4]用SSO杂交技术,Sulivan等[5]和Holland等[6]用直接测序法分别对时间久远(最长达24a)的尸体残骸的mtDNA进行序列分析,并与其可疑母系亲属进行比对,为尸源追踪提供了证据. 国内法医学者也于90年代中期开始了对我国汉族人群的mtDNA D-Loop区的序列进行分析[7,8],并陆续有将mtDNA的序列分析用于法医个人识别的报道,如公安部二所的刘冰等[9]将对脱落毛发的mtDNA嵌套式扩增的方法用于模板量很少的案例的个人识别,获得成功. 二、人类mtDNA序列分析的现状目前对mtDNA序列的分析方法多采用对其PCR产物的自动测序,所用检材包括血液、毛发、皮肤、指甲、骨骼、胎盘等多种组织,仍以Aderson所报道的序列为参考序列.     

中国汉族人mtDNA控制区异质性遗传规律

目的探讨中国汉族人mtDNA控制区异质性分布情况和遗传规律。方法将人mtDNA控制区扩增成6个部分互相重叠的片段,利用已建立的DHPLC技术分析其异质性规律。结果对150例汉族无关个体的多种组织检测,发现异质性个体的发生率达34%(51/150);个体的组织mtDNA异质性检出率最高为脑(50/150)、心肌(48/150)、最低为骨骼(22/150);本组共发现mtDNA控制区异质性位点有36个;同一个体可有多个异质性位点,最多的不超过3个;未发现异质性发生率有性别差异;超过41岁的高年龄组的异质性发生率(27/59)高于低年龄组(24/91);同一个体在2年前后取的血样,异质性检测结果一致;同一母系不同成员的异质性位点相同,但异质性mtDNA的含量有差异。结论DHPLC检测mtDNA控制区异质性具有高分辩力;mtDNA控制区异质性在中国汉族人中广泛存在;上述结果可作为mtDNA控制区多态性作个人认定和亲权鉴定的指导性资料。     

中国汉族人群的线粒体DNA控制区多态性研究

探讨mtDNA多态性在法庭科学中个体识别的理论基础。应用PCR扩增产物直接测序方法 ,对 111名中国北方地区汉族人群无血缘关系个体的mtDNA控制区 (HVⅠ和HVⅡ )进行测序分析。在高变区Ⅰ 15 998～ 16 40 0之间发现 10 2处碱基变异 ,10 3个mtDNA单倍型 ;在高变区Ⅱ 0 0 0 35～ 0 0 36 9之间的发现 36处碱基变异 ,6 9个mtDNA单倍型。其可变碱基的变异形式主要为碱基替代 (转换和颠换 )、插入和缺失 ;碱基转换 (78 9% )明显高于颠换(14 3% )、插入 (3 4% ) ,缺失 (3 4% )。分析表明 ,人群个体mtDNA控制区碱基序列 ,基因多样性为 99 9% ,两个无关个体的偶合概率为 0 92 % ,具有高度序列的多态性     

DHPLC-mtDNA控制区多态性分析系统的建立

目的基于变性高效液相色谱技术,建立一种不需测序和杂交的新的mtDNA控制区多态性分析系统。方法mtDNA控制区序列(包括HVⅠ,HVⅡ和HVⅢ)被分为4个扩增片段,采用配对分析突变检测模式进行DHPLC分析。对DHPLC检测条件(包括柱温和洗脱梯度等)进行优化。对100个不同类型差异序列的组合配对以检验该方法的检测效力。结果10组序列相同的样本配对DHPLC图谱均只显示1个样品峰。对序列相差1个碱基～7个碱基、插入(/缺失)1个碱基、插入(/缺失)2个碱基等类型的90个扩增片段组合,用DHPLC进行分析,均得到≥2个样本峰的DHPLC图谱,序列差异检出率达100%。该技术可检测的异质性DNA成分的最小百分含量为10%。结论DHPLC-mtDNA控制区多态性分析系统快速、经济和实用,在检测mtDNA异质性方面较直接测序更灵敏。     

中国汉人线粒体DNA(CA)n重复子的多态性

线粒体DNA的控制区具有高度多态性,对个体识别有十分重要作用。mtDNA多态性分析广泛用于法医学、人类学和分子进化学。主要是对高变区HVRI和11直接全部测序来分析D－Loop区差异性。众所周知DNA直接测序费时,成本昂贵,周期长,因此不能广泛用于法庭科学日常检案中。另外也缺乏有效的群体遗传数据门］目前已知mtDNA的控制区如同染色体DNA一样,也存在着重复单位的多态性。（CA）n重复子是其中的一个多态性位《（‘,’］。它定位于D－Loop3’区域。参照Adesons拥有5个（CA）重复序列。定位于＂t00514＂t00524。本文在此报道中…