本文關(guān)鍵詞：17個(gè)Y-STR基因座單倍型調(diào)查、突變研究與法醫(yī)學(xué)應(yīng)用

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【摘要】：短串聯(lián)重復(fù)序列(short tandem repeat, STR)是繼限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性之后的第二代遺傳標(biāo)記,自20世紀(jì)80年代末得到開(kāi)發(fā)利用以來(lái),在檢測(cè)方法及應(yīng)用領(lǐng)域等方面都得到了不斷的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于遺傳作圖、遺傳病診斷、基因定位、群體遺傳學(xué)研究、法醫(yī)學(xué)鑒定等方面,是目前應(yīng)用最廣泛的遺傳標(biāo)記之一。人類(lèi)Y染色體為性染色體,正常男性擁有而女性沒(méi)有,除擬常染色體區(qū)(pseudoautosomal region)外,其他部分在遺傳過(guò)程中不發(fā)生重組。人類(lèi)Y染色體STR(short tandem repeat)是指存在于Y染色體上非重組區(qū)的短串聯(lián)重復(fù)片段,其序列結(jié)構(gòu)特征能夠穩(wěn)定地由父親傳遞給兒子,為男性特有,呈父系遺傳。1976年Cooke H等首先報(bào)道了存在于人類(lèi)Y染色體上的串聯(lián)重復(fù)序列,為人類(lèi)遺傳學(xué)和法醫(yī)學(xué)的研究開(kāi)辟了一條新途徑。1986年Arnemann等發(fā)現(xiàn)了Y染色體上的第一個(gè)微衛(wèi)星DNA,重復(fù)單位為(gata) n,現(xiàn)命名為DYS19,此后別的Y染色體STR不斷被發(fā)現(xiàn)。自90年代初創(chuàng)PCR-STR分型技術(shù)以來(lái),國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者都紛紛進(jìn)入這一領(lǐng)域,越來(lái)越多的Y-STR多態(tài)性位點(diǎn)不斷被發(fā)現(xiàn)。目前,較多使用的Y染色體微衛(wèi)星標(biāo)記有DYS19、DYS287、DYS385、DYS388、DYS389Ⅰ、 DYS389Ⅱ、DYS390、DYS391、DYS392、DYS393、YACⅢ、Y-GATA-H4、 Y-GATA-A4、Y-GATA-A7.1、Y-GATA-A7.2、Y-GATA-A8、Y-GATA-C4、 Y-GATA-A10、DYS434、DYS435、DYS436、DYS437、DYS438、DYS439、 DYS442、DYS446、DYS458等30多種。它們的一些相關(guān)信息可以在美國(guó)人群的Y染色體短串聯(lián)重復(fù)單體型相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)(YHRD)(http://www.ystr.org/usa/)和歐洲人群的YHRD(http://ystr.charite.de)中獲得。 Y-STR基因座多態(tài)性研究在父系家族的親權(quán)鑒定、混合斑男性成分的檢測(cè)、不同男性個(gè)體混合物的分析和無(wú)名男尸的身源確定以及追溯父系遷移歷史及重構(gòu)同一父系家族等方向都具有獨(dú)特的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同種族、民族和地域的人群進(jìn)行遺傳學(xué)研究,結(jié)果顯示Y-STR的多態(tài)性分布具有明顯的種族、民族、地域和家族等差異,原因在于Y染色體在遺傳過(guò)程中除擬常染色體區(qū)外,其余部分不與X染色體發(fā)生交換、重組,此區(qū)序列的改變僅僅由突變引起,這些突變構(gòu)成了人類(lèi)Y染色體非重組部分的多態(tài)性。在人類(lèi)進(jìn)化研究中,準(zhǔn)確估計(jì)Y-STR位點(diǎn)的突變率是追溯譜系起源的前提。Y-STR位點(diǎn)的突變率也是準(zhǔn)確解釋親子鑒定以及法醫(yī)學(xué)調(diào)查結(jié)果所必需的。 對(duì)于Y-STR突變的研究方法主要有幾種：深根系譜法、多代家系研究、單精細(xì)胞法以及群體進(jìn)化研究。1997年,Heyer等研究了12個(gè)多代家系中的42個(gè)男性個(gè)體,共257次減數(shù)分裂,去除明確的、可疑的非婚生事件,在213次減數(shù)分裂中,9個(gè)Y-STR位點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了4個(gè)突變,突變率為2.1*10-3/代。由于他們使用的是多代家系,因此就存在著非親子對(duì)之間的突變,這樣就不能絕對(duì)地確定Y-STR的差異是由突變引起的還是由非父系遺傳引起的,所以這個(gè)由多代家系得出的突變率也受到了質(zhì)疑。2000年,Kayser等研究了4999個(gè)父子對(duì)(即4999次減數(shù)分裂),在15個(gè)Y-STR位點(diǎn)中觀察到了14個(gè)突變,得到的Y-STR位點(diǎn)的平均突變率為2.8*10-3/代,位點(diǎn)特異性突變率范圍為0-8*10-3/代。因此他們認(rèn)為Y-STR的突變率以及特點(diǎn)與常染色體微衛(wèi)星的特點(diǎn)一致,并認(rèn)為微衛(wèi)星的突變機(jī)制與重組無(wú)關(guān)。此后,Kuriha等分別對(duì)不同地區(qū)的父子對(duì)進(jìn)行研究,得出的Y-STR位點(diǎn)的突變率都在2*10-3/代左右。通過(guò)對(duì)不同地區(qū)家系的研究,不同的研究者所得到的突變率相差不大。而且他們一致認(rèn)為在Y-STR的突變中,拷貝數(shù)增加的突變要比拷貝數(shù)減少的突變多；長(zhǎng)片段的等位基因比短片段的等位基因突變率高；大部分的Y-STR突變?yōu)橐粋�(gè)重復(fù)單位的改變,符合逐步突變模型。目前父子對(duì)家系研究為最可靠、直接的方法,但需要樣本量要足夠大。國(guó)內(nèi)對(duì)Y-STR突變的研究不多,目前研究利用Y-filer檢測(cè)后觀察到的突變率較高,均有5‰以上,可能與樣本量少有關(guān)。2009年Miriam利用Yfiler17個(gè)Y-STRs在已用DNA分析證實(shí)親緣關(guān)系的父子對(duì)中觀察了1764次減數(shù)分裂,檢測(cè)到84次突變,每個(gè)基因座平均突變率為2.5%o,其中有98.8%是一步突變,1.2%是兩步突變,增加突變次數(shù)與減少突變次數(shù)沒(méi)有顯著差異,同時(shí)觀察到Y(jié)-STR突變率與父親年齡之間呈正相關(guān)。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道觀察到多數(shù)Y-STR突變與核心序列重復(fù)次數(shù)有相關(guān)性,且有基因座差異甚至等位基因的差異。對(duì)Y-STR突變率與父親年齡之間的關(guān)系則存在著一些爭(zhēng)議：Kayser等認(rèn)為Y-STR突變率與父親年齡之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性,而Gusmao等的結(jié)果則表明Y-STR的突變率與父親年齡相關(guān),Y-STR的突變率隨著父親年齡的增大而增加。 一般認(rèn)為：STR的突變是由于在DNA復(fù)制過(guò)程中,DNA聚合酶發(fā)生滑脫,從而導(dǎo)致重復(fù)序列中核心序列重復(fù)次數(shù)的改變而出現(xiàn)突變。STR基因座的突變表現(xiàn)為重復(fù)單位數(shù)目的改變,主要分為單個(gè)重復(fù)單位突變和多個(gè)重復(fù)單位突變兩類(lèi),前者占突變事件的90%。關(guān)于STR的突變模式,Brinkmann通過(guò)自己的觀察并結(jié)合以往的有關(guān)研究認(rèn)為一步突變(即單個(gè)重復(fù)單位的改變)占STR突變的90%以上,是STR突變的主要模式,提出了逐步突變模型(step-wise mutation model)。國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)觀察到的Y-STR基因座突變多為一步突變,少數(shù)為2步突變,而突變傾向于重復(fù)單位數(shù)目的增加還是減少不同文獻(xiàn)有不同結(jié)論。 AmpFISTRmY-FilerTM五色熒光復(fù)合擴(kuò)增系統(tǒng)是新近由Applied Biosystems公司推出的,可在一個(gè)反應(yīng)管內(nèi)同步擴(kuò)增17個(gè)基因座(DYS456、DYS389I、D YS390、DYS389Ⅱ、DYS458、DYS19、DYS385、DYS393、DYS391、DYS439、 DYS635、DYS392、Y-GATA-H4、DYS437、DYS438、DYS448)。該試劑盒已廣泛應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)檢案及人類(lèi)遺傳學(xué)等研究。但該試劑盒是以外國(guó)人群為背景資料而研發(fā)的,該17個(gè)Y-STR在中國(guó)漢族人群中的遺傳參數(shù)較缺乏資料,因此,獲得該17個(gè)Y-STR基因座在我國(guó)不同群體,尤其是漢族人群中的多態(tài)性、突變率及其突變特征,對(duì)于父系親權(quán)鑒定和Y-STR試劑盒的研發(fā)、基于Y-STR的個(gè)案排查和父系查詢(xún)比對(duì)系統(tǒng)建立均有十分重要的價(jià)值。 本課題選擇1000個(gè)廣東漢族無(wú)關(guān)個(gè)體、1000對(duì)經(jīng)DNA鑒定確定父子關(guān)系的樣本、50個(gè)三代以上家系樣本用Y-Filer試劑盒進(jìn)行Y-STR分型,觀察17個(gè)Y-STR傳遞過(guò)程中突變現(xiàn)象,對(duì)突變樣本進(jìn)行測(cè)序,確定突變本質(zhì),獲得Y-STR在中國(guó)漢族人群中突變的發(fā)生頻率及突變規(guī)律,評(píng)估17個(gè)Y-STR在法醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值,為父系溯源、國(guó)產(chǎn)化Y-STR試劑盒研發(fā).Y-STR家系排查及基于Y-STR數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)平臺(tái)建立提供理論支持,并為法醫(yī)學(xué)鑒定、群體遺傳學(xué)、人類(lèi)進(jìn)化等研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 統(tǒng)計(jì)分析用直接計(jì)數(shù)法計(jì)算各等位基因頻率,基因座第i個(gè)等位基因的頻率pi=第i個(gè)等位基因頻數(shù)/n(n為群體樣本數(shù))�；蚨鄻有�(gene diversity, GD)及單倍型多樣性(haplotype diversity, HD),按公式h=n(1-∑Pi2)/(n-1)計(jì)算,n為樣本例數(shù),Pi為等位基因頻率。 結(jié)論：該17個(gè)Y-STR基因座在本次調(diào)查的1000個(gè)廣東漢族男性無(wú)關(guān)個(gè)體中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相同的單倍型,HD(單倍型多態(tài)性)達(dá)到1.0000,各基因座的基因型頻率見(jiàn)表1,DYS385基因座存在a和b兩個(gè)拷貝,其單倍型頻率見(jiàn)表2。17個(gè)Y-STR基因座的GD(Gene diversity)值在0.4285(DYS391)至0.9654(DYS385a/b)之間；其中DYS385a/b發(fā)現(xiàn)81個(gè)基因型,包括5個(gè)三拷貝基因型和1個(gè)四拷貝基因型(詳見(jiàn)表2)；其余基因座發(fā)現(xiàn)的基因型為5-10個(gè)。本研究觀察了父子間共1000次減數(shù)分裂,在DYS458、DYS439、DYS385a/b、 DYS389Ⅱ、DYS390、DYS635、DYS456、DYS392、DYS19、DYS389Ⅰ等11個(gè)基因座發(fā)現(xiàn)46次突變,所有突變均經(jīng)測(cè)序驗(yàn)證(如表5和圖2)。17個(gè)基因座平均突變率為0.0027(95%CI,0.0020-0.0036),增加突變有16(34.78%)次,減少突變?yōu)?0(65.22%)次,兩者之比為1：1.87；長(zhǎng)等位基因的突變率比中、短等位基因高；高年齡父親的Y-STR突變率幾乎為低年齡父親突變率的2倍。在蘇、楊共50個(gè)家系中,蘇姓30個(gè)家系中共有10個(gè)單倍型；楊姓20個(gè)家家中共有14個(gè)單倍型。蘇姓30個(gè)家系來(lái)源于5個(gè)不同父系,以主流單倍型為H1的父系中家系最多,人數(shù)也最多；楊姓20個(gè)家系來(lái)源于兩個(gè)父系,兩個(gè)父系主流單倍型分別為H11和H13,以H11為單倍型的家系和人數(shù)最多。兩個(gè)姓氏沒(méi)有共享的單倍型。
【關(guān)鍵詞】：Y-STR 遺傳多態(tài)性 突變率 父權(quán)鑒定 個(gè)體識(shí)別
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：D919.4
【目錄】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-15
• 前言15-21
• 第一章 17個(gè)Y-STR在廣東漢族中的多態(tài)性調(diào)查與法醫(yī)學(xué)應(yīng)用21-32
• 1 材料與方法21-25
• 2 結(jié)果與討論25-32
• 第二章 17個(gè)Y-STR基因座在廣東漢族中的突變研究32-49
• 1 材料與方法32-38
• 2 結(jié)果與討論38-49
• 第三章 17個(gè)Y-STR基因座在家系中的遺傳穩(wěn)定性和姓氏分析49-63
• 1 材料與方法49-51
• 2 結(jié)果與討論51-63
• 全文小結(jié)63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 在讀期間發(fā)表的論文69-70
• 致謝70-72

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6 王旭東;線粒體DNA多態(tài)的變性高效液相色譜分析及其法醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究[D];四川大學(xué);2004年

7 婁春光;44個(gè)SNPs位點(diǎn)復(fù)合分型體系的構(gòu)建及其法醫(yī)學(xué)應(yīng)用[D];河北醫(yī)科大學(xué);2010年

8 戴浩霖;十個(gè)新的Y染色體STR的特性及復(fù)合擴(kuò)增研究[D];四川大學(xué);2004年

9 辛亞平;中國(guó)部分黃牛群體Y染色體微衛(wèi)星多態(tài)性與分子進(jìn)化及生產(chǎn)性能關(guān)系初步研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2007年

10 李艮平;應(yīng)用LCM技術(shù)對(duì)早期流產(chǎn)組織胚胎成份分離檢驗(yàn)[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 翁瑋霞;17個(gè)Y-STR基因座單倍型調(diào)查、突變研究與法醫(yī)學(xué)應(yīng)用[D];南方醫(yī)科大學(xué);2013年

2 楊立;湖南漢族人群16個(gè)Y-STR基因座遺傳多態(tài)性研究[D];中南大學(xué);2012年

3 圖爾遜·尼亞孜比力蓋;新疆維吾爾族與哈薩克族人群17個(gè)Y-STR基因座遺傳多態(tài)性研究[D];新疆醫(yī)科大學(xué);2011年

4 劉俊宏;16個(gè)X染色體STR基因座在親緣關(guān)系鑒定中的應(yīng)用價(jià)值研究[D];華東政法大學(xué);2013年

5 劉宏;24個(gè)Y-STR基因座熒光標(biāo)記復(fù)合檢測(cè)體系的建立及其法醫(yī)學(xué)應(yīng)用[D];南方醫(yī)科大學(xué);2012年

6 張建勛;6q24-25.1區(qū)域新STR基因座及其在法醫(yī)學(xué)和胃癌LOH研究中的應(yīng)用[D];鄭州大學(xué);2011年

7 邵偉波;疑難親緣鑒定中非CODIS STR和X-SNP的應(yīng)用價(jià)值[D];蘇州大學(xué);2011年

8 張曉紅;漢維人群18個(gè)STR基因座的遺傳多態(tài)性及法醫(yī)學(xué)應(yīng)用[D];南方醫(yī)科大學(xué);2013年

9 張素華;X染色體上STR與SNP標(biāo)記的分型檢測(cè)[D];蘇州大學(xué);2010年

10 黃玉靜;云南佤族、白族、傣族Y-SNP與Y-STR多態(tài)性研究與法醫(yī)學(xué)意義[D];昆明醫(yī)學(xué)院;2011年

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本文編號(hào)：599600