【摘要】：法醫(yī)遺傳學(xué)是指將遺傳學(xué)的原理、方法和技術(shù)應(yīng)用于法醫(yī)領(lǐng)域解決相關(guān)問題。當(dāng)研究對象是人類檢材時,法醫(yī)遺傳學(xué)最主要的應(yīng)用是個體身份識別和親緣關(guān)系鑒定,其原理是利用人類基因組中具有多態(tài)性的遺傳標(biāo)記位點,判斷兩份或多份檢材是否來自于同一個體或存在某種親緣關(guān)系。個體身份識別和親緣關(guān)系鑒定在軍事、司法等領(lǐng)域中發(fā)揮著不可或缺的作用,包括用于戰(zhàn)爭或大規(guī)模災(zāi)害的受害者識別、失蹤人口或嫌疑人搜索、解決親緣關(guān)系糾紛等。目前,利用現(xiàn)有的法醫(yī)短串聯(lián)重復(fù)序列(Short Tandem Repeat,STR)標(biāo)記位點,已經(jīng)可以置信地實現(xiàn)個體身份識別和親子鑒定。但是,對更復(fù)雜的親緣關(guān)系進行鑒定,如二階親屬(祖孫、叔侄、半同胞)等,目前在法醫(yī)遺傳學(xué)領(lǐng)域還沒有完全解決。然而此類鑒定工作具有極大的應(yīng)用前景,比如,對于年代比較久遠的烈士遺骸,可能難以尋找其直系親屬,但將旁系親屬納入鑒定對象則可提高認(rèn)親成功的概率;同樣在司法領(lǐng)域,可提高對嫌疑人的搜索能力。目前,復(fù)雜親緣關(guān)系主要有兩種技術(shù)策略,這兩種策略相輔相成,可共同發(fā)揮作用。(1)基于遺傳標(biāo)志位點進行一對一或多對一的復(fù)雜親緣關(guān)系鑒定。但是,目前法醫(yī)使用的STR位點數(shù)目有限,并不能滿足二階親緣關(guān)系鑒定的需要。單核苷酸多態(tài)性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)位點是一類很有潛力的新型遺傳標(biāo)志位點,但仍存在數(shù)目不足、效力不夠的問題。(2)通過父系Y染色體的遺傳標(biāo)記位點或母系的線粒體遺傳標(biāo)記位點,尋找被檢個體的家系,即家系排查,經(jīng)常使用于司法領(lǐng)域,但在實際操作過程中沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),對結(jié)果存在的第一類和第二類錯誤的概率也沒有進行系統(tǒng)的評估。本工作針對這兩種技術(shù)策略存在的問題,進行了一定的探索,提出了可供參考和實用的研究結(jié)果。本文第一項工作建立了一套適用于二階親緣關(guān)系鑒定的SN P位點系統(tǒng),命名為SNP2kin(SNP panel for 2nd-degree kinship testing),所選取的位點均來自于常染色體,可實現(xiàn)與性別無關(guān)的一對一鑒定,是目前法醫(yī)常用S TR位點的良好補充。為了挑選合適的位點,本研究將千人基因組計劃中人類現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的約8000萬個SNP位點,通過本工作建立的篩選流程,包括設(shè)定群體遺傳學(xué)、基因組學(xué)以及實驗有效性等標(biāo)準(zhǔn),得到了341個未被應(yīng)用于親緣關(guān)系鑒定的常染色體SNP位點。結(jié)合目前成熟的SNP鑒定系統(tǒng)所包含的131個位點,構(gòu)成了含有472個位點的SNP2kin系統(tǒng)�；诙嘀財U增的方法,本研究定制了SNP2kin靶向測序試劑盒,并使用SNP2kin位點系統(tǒng),借助于高通量測序和生物信息學(xué)技術(shù)進行復(fù)雜親緣關(guān)系鑒定。本研究對136個個體進行測序,其中包括59對二階親屬,然后考慮位點連鎖的影響,計算出所有個體之間的親緣關(guān)系鑒定似然比。結(jié)果表明,SNP2kin位點系統(tǒng)在二階親緣關(guān)系鑒定中達到了99.9%的特異性和100%的敏感性,遠遠超過了法醫(yī)常用的19個STR位點、SNPfor ID以及IISNP系統(tǒng)的效力。此外,將SNP2kin系統(tǒng)和19個法醫(yī)STR系統(tǒng)聯(lián)合使用,實現(xiàn)了二階親緣關(guān)系鑒定100%的特異性和敏感性,具有較高的實際應(yīng)用前景。本文的第二項工作,關(guān)注家系排查使用的Y-STR位點。相對于母系標(biāo)記位點,父系位點已建成的數(shù)據(jù)庫更廣泛。目前全國多個省市、地區(qū),已經(jīng)建立了一定規(guī)模的Y-STR數(shù)據(jù)庫。不同于親緣關(guān)系鑒定,用于家系排查的Y-STR位點數(shù)目并不是越多越好,因為STR位點存在很高的突變率(比SNP高1e4-1e5倍),位點過多將導(dǎo)致分型中具有突變位點的概率增大,影響排查結(jié)果。所以,確定最優(yōu)的YSTR家系排查參數(shù),主要包括合適的位點數(shù)目和允許的錯配數(shù),是十分必要的。本研究的數(shù)據(jù)集截取于河南省Y-STR數(shù)據(jù)庫,對其進行了大規(guī)模的模擬家系排查操作:考慮四種常見Y-STR位點組合和存在發(fā)生突變或缺失的情況,設(shè)定不同的允許錯配數(shù)的標(biāo)準(zhǔn),在數(shù)據(jù)庫中查詢,然后統(tǒng)計排查結(jié)果的漏檢率(目標(biāo)家系不在結(jié)果中的概率)以及結(jié)果人數(shù)分布。最終,本研究認(rèn)為使用25個位點,允許錯配數(shù)為3時,家系排查的漏檢率為0.00074%,返回結(jié)果小于5人的概率為99.70%,可以得到比較理想的家系排查結(jié)果�？偟恼f來,本文從開發(fā)常染色體的新型SNP標(biāo)記位點和評估家系排查參數(shù)兩個方面對復(fù)雜親緣關(guān)系鑒定進行了研究,提出了一個新的可用于二階親緣關(guān)系鑒定的SNP系統(tǒng)——SNP2kin,并提出了基于Y-STR家系排查的參考標(biāo)準(zhǔn)。上述工作對法醫(yī)遺傳學(xué)的相關(guān)研究和實際應(yīng)用均具有一定的價值。
【學(xué)位授予單位】：軍事科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：D919.1
【圖文】：

為 pq（考慮繼承來源情況的話，可能的基因型為 pq 或者 q默認(rèn)第一位的等位基因來自母系，第二位的等位基因來自父為 rs（有序基因型為 rs 和 sr），母親的基因型未知。建立假設(shè)（圖 0.1），原假設(shè) H0：個體 AF（Alleged Father父親；備擇假設(shè) H1：個體 AF 與孩子 C 無關(guān)。

據(jù)圖中邊的權(quán)重遞減排序的程度，將 SNP 節(jié)點依次排除，直到 SNP 中沒有 r2≥0.01 的 LD。6) 實驗驗證：保留下來的 SNP 和千人基因組計劃包含的個體識別 SNP（134個位點）構(gòu)成一套位點集合。在復(fù)合 PCR 擴增以及分型過程中，若該位點在大于等于 20%的樣本中被成功地設(shè)計引物、擴增、測序，才能保留在 SNP2kin 中。實驗技術(shù)的細節(jié)將在“SNP 的多重擴增和測序部分”中有描述。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 王瑛;張楚楚;李燃;彭珊;歐雪玲;童大躍;孫宏鈺;;中國南方漢族群體27個Y-STR基因座的遺傳多態(tài)性及突變研究[J];中山大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)科學(xué)版);2015年05期

2 吳微微;王懷鋒;郝宏蕾;任文彥;蘇艷佳;呂德堅;;中國漢族人群46個Y-STR基因座多態(tài)性與突變調(diào)查[J];中國法醫(yī)學(xué)雜志;2015年03期

3 劉亞舉;張俊濤;孫現(xiàn)鋒;;Y-STR家系排查及數(shù)據(jù)庫建設(shè)問題[J];中國法醫(yī)學(xué)雜志;2015年02期

4 葛建業(yè);嚴(yán)江偉;謝群;孫宏鈺;周懷谷;李斌;;中國Y-STR數(shù)據(jù)庫建設(shè)相關(guān)問題探討[J];法醫(yī)學(xué)雜志;2013年03期

5 吳微微;郝宏蕾;蘇艷佳;鄭小婷;金敏貴;葉靈洋;;Y-STR基因座分型缺失分析[J];中國法醫(yī)學(xué)雜志;2009年03期

6 朱傳紅;史紹杏;王海生;李華敏;劉艷5;;Y-STR家系排查法的應(yīng)用原則及注意事項[J];中國法醫(yī)學(xué)雜志;2007年06期

本文編號：2717464