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背景和目的
STR是广泛存在于真核生物细胞基因组中的短串联重复序列,由2-6个碱基组成,核心序列重复次数的不同构成其多态性,个体间存在很大差异。由于STR数量庞大,分布广泛,等位基因扩增片段小且易扩展等特点使其成为法医学DNA检验中常用的遗传标记,广泛应用于个体识别和亲权鉴定中。但是当遇到微量检材或DNA高度降解的检材时,STR的扩增成功率往往很低。而MiniSTR是指扩增片段在150bp以下的STR基因座,是法医高度降解检材的DNA分型最有效的方法之一。甲醛固定组织中,由于各种化学反应,DNA发生高度降解,使用传统的DNA分型方法难以成功,其DNA分型是法医学丞待解决的难题。
本研究希望寻找到新的MiniSTR基因座,优化其扩增条件,研究其遗传多态性,评价其法医学应用价值。探讨甲醛固定检材中DNA的提取方法,通过用MiniSTR和巢氏PCR对其进行DNA分型,探讨不同固定时间对DNA分型的影响。寻找到的新的MiniSTR基因座同时可以应用于普通的DNA分型工作中。方法
在人类基因组中距现在常用的STR基因座位置较远的区域内查找微卫星,选择重复单位为三核苷酸或者四核苷酸的核心重复序列,利用primer3软件在其侧翼序列设计引物,使扩增片段在150bp以下。优化其扩增条件,在群体内查找不同的等位基因。对不同的等位基因进行测序,根据国际法医遗传学会规定的命名原则对等位基因进行命名。调查河南汉族群体内的等位基因频率和基因型频率,进行遗传平衡检验。利用PowerStats v1.2软件和PowerMarker v3.25软件分析结果,获得群体遗传学数据,计算个体识别概率(PD),非父排除率(PE)等法医学参数。从福尔马林固定组织中提取DNA,分不同的固定时间分别进行巢氏PCR扩增。
结果:
在4、5号染色体上发现了三核苷酸重复的STR基因座,分别命名为D4Satt和D5Saat;在9号染色体上发现了四核甘酸重复的STR基因座,命名为D9Statc;在15号染色体上发现了四核甘酸的复杂重复序列,命名为D15S(gaca)n1(gata)n2。参考序列中4#、5#、9#的扩增片段分别为136bp、108bp、142bp,15#的参考序列为102bp、118bp、122bp、126bp、130bp、134bp、138bp和150bp。在河南汉族群体中分别检出8、8、8、10个等位基因和17、14、26和36种基因型。基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡。PD值分别为0.824、0.724、0.925及0.959,PE值分别为0.287、0.140、0.583及0.610,H值分别为0.597、0.440、0.791及0.806,PM值分别为0.176、0.276、0.075及0.041。PIC分别为0.59、0.48、0.76、及0.84。其中D15S(gaca)n1(gata)n2的多态性信息含量仅低于D18S51。四个基因座的累积个体识别力(TPD)为0.999851,累积非父排除率(CPE)为0.900279,累积父权指数(CPI)为6.805018。在福尔马林固定组织中的PCR扩增中,运用MiniSTR基因座的巢氏PCR均能获得清晰条带。
结论:
寻找到的四个新MiniSTRs基因座D4Satt、D5Saat、D9Statc、D15S(gaca)n1(gata)n2,具有较好的遗传多态性,可应用于法医物证学检验和人类遗传学研究中,尤其是D15S(gaca)n1(gata)n2有较高的法医遗传学应用价值。在甲醛固定组织中提取到的DNA利用上述MiniSTRs基因座可以进行准确分型。