中国北方汉族印迹基因H19上游差异性甲基化区域SNPs遗传多态性及法医学意义研究

摘要

前言
　　 等位基因是胚胎从父亲和母亲遗传的两个拷贝。传统的遗传学认为,来自父亲和母亲的等位基因具有相同的效应,即同时关闭或同时表达,称为双等位基因表达。但近年发现,有一小部分等位基因只表达其中的一个,即单等位基因表达。这种对来源于父亲或母亲的等位基因作一印迹使其不表达的现象称为基因组印迹(genomic imprinting),也称为配子印迹或亲代印迹,受印迹机制调控而差异表达的基因称为印迹基因(imprinted gene)。
　　 印迹基因的主要特点包括:单等位基因表达:富含CpG岛,容易被甲基化;呈簇排列,很少单独存在;表达或抑制受印迹调控区域(ICRs)调控;在体细胞分裂中稳定遗传。其遗传学机制是,某特定亲本等位基因,在含有CpG岛的序列中出现甲基化,该序列称为差异甲基化区域(differentially methylated region,DMR),它与该等位基因的表达与否密切相关。
　　 H19基因是位于染色体11p15.5区域印迹基因簇中的1个父源印迹基因,即父源等位基因高度甲基化而不表达,母源等位基因未甲基化而表达。本研究将对印迹基因H19上游差异性甲基化区域中的SNPs进行分析,并对差异性甲基化区域采用酶切和PCR技术进行亲源基因分析,并对该方法进行检验,为亲缘关系鉴定提供新的方向。
　　 材料和方法
　　 采集中国北方汉族105份无关健康个体血样和已知亲缘关系的5个两代家系血样(样本均由中国医科大学法医血清教研室提供,符合知情同意原则),有机溶剂法提取基因组DNA。
　　 应用PCR技术扩增印迹基因H19上游2kb的DMR的片段,并通过DNA测序方法对该区段中包含的SNPs位点进行基因分型,计算相关法医学参数,并联合甲基化敏感性限制内切酶对家系中的亲源基因进行鉴定。
　　 实验结果与讨论
　　 1、中国北方汉族H19基因上游DMR共检出13个SNPs位点。Rs12417375位点只存在AT、TT两种基因型,其余12个位点都有三种基因型。
　　 2、rs12417375基因型与等位基因频率分布较偏,其余12个位点等位基因频率分布较为均匀,经吻合度检验均符合Hardy-Weinberg平衡定律。Rs12417375、rs2735970、rs2107425、rs2735971、rs11042170等位点存在地域及民族的差异。
　　 3、Haploview4.1软件单倍型分析结果显示,测序获得中国北方汉族H19基因上游DMR的13个SNPs位点共组成5种单倍型,经酶切后的单倍型测序验证,共存在13种单倍型组合,吻合度检验符合Hardy-Weinberg平衡定律。
　　 4、家系中H19基因上游DMR中的多态性信息分析与已知的亲缘关系相吻合,通过特异性甲基化敏感性限制内切酶作用,子代父源基因能够得到确定。
　　 5、除rs12417375的DP值小于0.2外,其余SNPs位点的DP值都高于0.45,在法医学具有较高的应用价值。
　　 结论
　　 印迹基因H19上游差异性甲基化区域中的13个SNPs位点在中国北方汉族群体中有较好的遗传多态性,可以作为法医学个人识别和亲权鉴定应用的遗传标记;甲基化敏感性限制内切酶不仅可以用于印迹基因H19上游DMR中SNPs的单倍型测序,同时可以用于亲缘鉴定,有助于提高亲子鉴定效能;印迹基因H19上游差异性甲基化区域中的SNPs位点遗传多态性存在地域及民族性差异,可用于人类遗传学研究。