国际基因组科学家完成人类第22号染色体DNA序列测定

1999年 1 2月 2日 ,《自然》杂志刊载一则举世瞩目的消息 :英国 Sanger中心的 Ian Dunham研究室联合日本、美国、加拿大和瑞典等国其他 8个研究室完成了人类第 2 2号染色体 DNA序列测定 (Nature,1 999,40 2 :489～ 495) .这一成就堪称人类基因组计划的里程碑 ,因为这是自该计划实施以来首次完成的人类常染色体的几乎全部 (占 2 2号染色体的 97% ) DNA序列 .2 2号染色体在人类各染色体中 DNA含量列倒数第二 ,仅占整个基因组 DNA的 1 .6%～ 1 .8% .2 2号染色体也是 5个近端着丝的染色体之一 ,其短臂 (2 2 q)主要为串联重复的核糖体 RN…     

人类21号染色体与疾病

21号染色体是人类染色体中最小的常染色体,由日本等13个国家的研究单位组成的国际基因组已完成了21号染色体的DNA序列分析,其99．7％的序列已被测定。21号染色体长臂（21q)DNA,由33546361bp组成,其中只剩下3个小的克隆裂隙和7个序列裂隙（约100kb)尚未确定,在21q,q的近着丝粒处有21q远,近区域存在很多重复序列。21号染色体有39个断裂点,原因是由于21号染色体与其他染色体发生相互易位、21号染色体内重排或受到辐射所致。人类21号染色体上的特异基因与小鼠16、17及10号染色体上的某些基因互为同质异构基因,显示了基因组在进化过程中的变异性和保守性,21号染色体基因密度较小,含有127个已知基因,98个预报基因和59个假基因,21号染色体与Down′s综合征,某些单基因遗传紊乱,某些复杂疾病（双相情感障碍、家族性复合高血脂症）、实体瘤及白血病的发生有关。     

人类第22对染色体碱基序列的测定

《日经生物技术》1999年 12月 6日号第 2页报道 :英国、美国、日本等研究组完成了人类第 2 2对染色体的碱基序列的测定。首次在碱基水平查明人类染色体全部ＤＮＡ基本构造。日本庆应大学医学部分子生物学教研室的清水信义、蓑岛伸生的研究组都为此作出了贡献。详情见Ｎａｔｕｒｅ杂志 1999年 12月 2日号。第 1号人类染色体碱基序列的测定是 1980年开始的 ,是人类染色体计划中第一个值得纪念的成果。继第 2 2对染色体之后 ,估计第 2 1对染色体的碱基序列的测定工作将在 2 0 0 0年春完成 ,今后将陆续公布人类染色体计划的研究成果。研究组测定…     

中国人类基因组研究的现在与未来

人类基因组计划 (ＨｕｍａｎＧｅｎｏｍｅＰｒｏｊｅｃｔ,ＨＧＰ)正式启动于 1990年 ,它的初衷是用 15年时间 ,即到 2 0 0 5年完成人类基因组全长约 30亿个核苷酸的全部序列测定 . 10年来 ,工作已取得了令人振奋的突破性进展 ,人的 2 2号[1] 与 2 1号[2 ] 染色体的全序列测定已经相继完成 ;2 0 0 0年 6月 2 6日参加人类基因组国际合作项目的各国于同一个时间正式宣布人类基因组序列工作框架图的完成 ,测序工作进入绘制完整序列图阶段 ,其测序的精确度要求达到 99 99% .人们预计 ,在 2 0 0 1年 6月将基本完成全序列的测定 .　　当初 ,ＨＧＰ…     

猪1、3号染色体微卫星位点多态性及遗传连锁图谱的构建

利用 3头英系大白猪和 7头梅山猪为父母本建立了F2 参考家系。F1 公猪 5头 ,母猪 2 3头 ,随机交配产生 147个F2 个体。根据美国肉畜研究中心 (USDA MARC)公布的猪遗传连锁图谱 ,在 1号和 3号染色体上等间隔 (2 0cM)选择 8个和 9个微卫星标记 ,对参考家系全部的F0 、F1 和F2 个体进行扩增 ,获得各标记位点基因型。研究结果表明 ,等位基因数介于 2到 5之间 ,平均每位点 3.35个等位基因 ;部分等位基因片段长度超过USDA MARC所报道的结果。标记位点杂合度为 0 .385 3～ 0 .70 97,平均 0 .5 795。有信息的减数分裂数为 35～ 30 5 ,平均 2 40。利用此参考家系和CRI MAP软件包构建的 1号和 3号染色体图谱分别长 182 .3cM和 180 .2cM。 1号染色体的母畜图谱短于公畜图谱 ,而 3号染色体正好相反。与USDA MARC报道相比较 ,微卫星排列顺序与报道相同 ,但 1号染色体长 44 .8cM ,3号染色体长 6 3.3cM。此连锁图的构建为以后的数量性状基因位点 (quantitativetraitloci,QTLs)定位奠定了基础。     

利用商品猪群定位猪耳型QTL

由 19头杂种公猪 [皮特兰× (皮特兰×汉普夏 ) ]、5 2头杂种母猪 [Leicoma× (大约克×长白 ) ]及其 332头后代组成的商品群作为参考家系 ,选择 172个微卫星标记和 3个 1类标记 (RYR1、PRKAG3、PIT1)对参考家系的个体进行遗传标记分型 ,构建了猪的整个基因组微卫星连锁图谱。按照线性评分的方法 (竖耳 :1分 ;垂耳 :- 1分 ;半垂耳 :0分 )测定猪的耳型表型值。耳型测定值的平均值为 0 .2 3,标准差为 0 .82。应用最小二乘回归方法对耳型的QTL进行定位 ,结果仅在 6号染色体的末端 (Sw1881和Sw32 2 )之间以 1%基因组显著性水平检测出 1个耳型基因位点 ,而在其他染色体上即使 10 %染色体显著性水平上也没有发现QTL。     

多色荧光原位杂交检测苯系物接触工人精子1,18号染色体畸变率

为研究苯系物暴露对工人精子染色体的损伤 ,用 4条DNA探针与间期精子核染色体进行多色荧光原位杂交 ,同时检测精子 1号、18号染色体数目畸变和 1号染色体结构畸变 (末端缺失与重复 )。作业车间空气中苯的时间加权浓度 (TWA)为 4 2 2 9mg m3,高于国家卫生标准 (6mg m3)。暴露组工人尿粘糠酸 (ttMA)高于对照组。共计数15例暴露组工人 14 4 2 82条精子 ,14例对照组工人 135 937条精子 ,杂交效率为 99 85 %。非整倍体测定结果 :暴露组精子 1号、18号染色体双体率 (分别为 0 0 88%± 0 0 4 1% ,0 0 87%± 0 0 4 9% )显著高于对照组 1号、18号双体率(0 0 4 5 %± 0 0 2 4 % ,0 0 5 3%± 0 0 2 8% ) ;暴露组 1号、18号染色体缺体率分别为 (0 11%± 0 0 5 9% ,0 0 75 %±0 0 35 % )显著高于对照组相应数值 (0 0 4 8%± 0 0 18% ,0 0 4 5 %± 0 0 2 4 % ) ;而二倍体精子率 ,两组差别无显著性。结构畸变测定结果 :暴露组 1号染色体的末端重复率、末端缺失率 (分别为 0 16 %± 0 0 37% ,0 14 %± 0 0 5 3% )显著高于对照组数值 (分别为 0 0 82 %± 0 0 2 3% ,0 0 6 9%± 0 0 2 8% ) ;暴露组 1号染色体着丝粒重复率及着丝粒缺失率(0 10 %± 0 0 35 % ,0 10 %± 0 0 4 1% )显著性高于对     

黑麦1R染色体微克隆文库的构建与分析

通过玻璃针分离法 ,从黑麦 (SecalecerealeL .)根尖细胞中期分裂相中显微分离出 2条及 5条 1R染色体。经Sau3A接头介导的PCR(LA_PCR)方法对其进行体外扩增 ,得到了 0 .3～ 2 .5kb之间的DNA片段。以DIG标记的探针进行多次Southern杂交 ,证明显微分离出的染色体的体外扩增产物与黑麦基因组DNA同源 ,并且来自 1R染色体。然后利用 5条 1R染色体的第二轮PCR产物构建质粒文库 ,可得到 2 2 0 0 0 0个重组子。随机挑选 172个重组子进行分析 ,发现插入片段主要介于 30 0～ 180 0bp之间。此外 ,根据基因组点杂交结果推算出该文库包含约 42 %的中、高重复序列和 5 8%的单、低拷贝序列 ,而且文库的冗余度较低。研究构建的黑麦 1R染色体微克隆文库为 1R染色体高密度遗传图谱的建立以及位于其上的重要基因的定位与分离提供了便利。     

利用分子标记和水稻籼粳交双单倍体群体进行遗传作图研究

利用“圭 630”(籼稻 ,Oryza sativa subsp.indica) /“0 2 4 2 8”(粳型广亲和品种 ,O.sativa subsp.japonica)的 F1代花药培养双单倍体植株 ( DH)群体和 RFLP标记构建了一张水稻分子连锁图谱。图上有 2 33个标记 ,覆盖基因组约 2 0 70 c M( centimorgan) ,定位了 2 5个 RFLP新标记、2个染色体端粒和水稻落粒性基因 sh- 2。亲本间的 RFLP主要来源于碱基取代 ,少数来源于 DNA结构的变化。RFLP标记在图谱上的排序与其它图谱基本相同 ,但标记在染色体间和染色体内分配不均 ,这可能与染色体间的遗传稳定性和染色体内的区段变异性 ,以及各区段交换重组活性不同有关。     

原位杂交技术在稻属研究中的应用

在文献综述的基础上,对原位杂交技术在稻属的应用进行了介绍,主要包括3个方面:(1)特定 DNA序列的定位;(2)构建染色体的物理图谱及其与遗传图谱之间的关系;(3)稻属基因组间关系的研究。     

人X染色体长臂(Xq)和短臂(Xp)基因组学比较分析

X染色体发生X染色体失活 ,但是Xp基因有 30 %表现为逃逸 ,而Xq仅不到 3%。为了研究X染色体基因失活和表达逃逸发生和维持的分子机制 ,比较了Xq和XpDNA序列的RNA模拟结合强度。X染色体的核苷酸序列被分为 5 0kb一段 ,对每一段DNA做 7碱基 (7nt)字符串组合分析 (共有 4 7=16 384种组合 ) ,记录每段 5 0kbDNA中每种 7nt字符串的频率。选择生发中心B细胞中的 12 0个高表达基因 ,计算这些基因的内含子 7nt字符串的出现频率 ,称为intron 7nt,以此作为RNAs(RNA群 ,模拟细胞中RNA在小片段的总和 )。已知一段DNA序列的 7nt频率值和intron 7nt,即可以计算该DNA段与intron 7nt的结合强度。每段 5 0kbDNA与intron 7nt的结合强度取决于该DNA段与intron 7nt互补核苷酸的频率 ,互补的核苷酸序列越多 ,结合强度就越大。DNA段与intron 7nt的模拟结合强度称为RNA结合强度 ,试图模拟该段DNA可以结合的RNA小片段的总量。之所以采用 7nt字符串组合分析是考虑到连续 7个核苷酸互补则可以形成相对稳定的结合。研究发现 :1)Xp各DNA段的RNA结合强度均值显著大于Xq (P <0 0 0 1) ;2 )Xp上高结合RNA的DNA段数目显著高于Xq (P <0 0 0 1) ;3)RNA高结合DNA段形成的簇与X染色体基因表达逃逸区关联。有证据表明 ,RNA可以通过改变染色质     

鼻咽癌恶性转化基因Tx核苷酸序列分析

从人类鼻咽癌细胞系CNE2基因组DNA文库中克隆一个恶性转化基因Tx转染小鼠JB6 + 细胞 ,使细胞恶性转化 ,宿主细胞具有停泊非依赖生长的特性 .已经报道的Tx中一个 3 0kb片段(Tx3 0 )的序列分析结果表明 ,Tx包含人类免疫球蛋白κ轻链完整的J区 .进一步对Tx全长进行亚克隆和测序 ,并采用生物信息学方法进行分析表明 ,Tx包含人类Igκ完整的J区、C区基因片段、还有 5个重组信号序列 ,1个核基质结合序列和 1个N segment的插入 .Tx与正常人IgκJ、C区比较只是在某些位点存在碱基的缺失、插入或置换 ,二者同源性高达 98% ,其电子定位于 2p11 2 ,这与人Igκ的染色体定位是一致的 .可以认为 ,Tx是一个缺乏V区的异常的人类免疫球蛋白kappa轻链基因     

人类1号染色体DNA序列8-mer的相对模体数分布及8-mer使用的进化分离

以人类1号染色体DNA序列为样本,分别计算了CDS、5'UTR、3'UTR、内含子和基因间五类序列中8-mer出现的频数,并得到8-mer相对模体数随频数的分布。发现内含子和基因间序列是明显的三峰分布,CDS是单峰分布,5'UTR和3'UTR是近似单峰分布。为了揭示这些分布出现差异的原因,将8-mer集合按照8-mer中包含两个或两个以上某二核苷酸(XY2)、包含一个某二核苷酸(XY1)和包含0个某二核苷酸(XY0)进行分类。发现16种分类中,只有CGj分类的三个子集分别形成独立的单峰分布。表明DNA序列是由三类CGj子集组成的,它们出现的频数是独立进化的结果;实际的8-mer频数分布是这三个CGj频数分布的叠加;由于这三个分布的距离不同,才造成了五类序列中8-mer分布的差异。对五类序列CGj三个子集中二核苷酸和三核苷酸出现的相对频数进行分析,发现CG2模体的相对频数在五类序列中基本相同,CG1模体的相对频数可将五类序列明显区分,CG0模体的相对频数可将编码序列和非编码序列明显区分。总之,CGj模体集合在DNA序列的组成上具有特定的规律性,在DNA序列进化上扮演了重要的角色。     

ZFX基因同源序列在黄鳝基因组中的检出及其染色体定位

以大熊猫锌指蛋白基因Zfx为探针 ,在黄鳝基因组DNA中检测到一条长约 9 5kb的杂交带。依据哺乳类和爬行类动物锌指蛋白基因 (ZFX/Zfc)编码第 7～ 13个锌指结构的DNA序列保守性设计引物 ,在黄鳝基因组DNA中仅扩增到一条 5 12bp的DNA片段。将此片段克隆至载体 pBS中 ,从雌性、雄性个体中分别挑选 4个含有插入片段的白色克隆进行测序。测序结果表明 ,这些克隆中插入片段的核苷酸序列一致。该DNA片段在核苷酸水平上与人类ZFX和ZFY分别具有 88%和 87%同源性 ,但其与美洲鳄鱼Zfc的同源性可达 90 % ,而在氨基酸水平上则分别存在 95 9%、95 9%和 93 5 %的同源性 (170个氨基酸 )。该基因命名为黄鳝锌指蛋白基因Zfa ,并运用FISH将其定位于黄鳝 1号染色体 ,距离着丝粒的相对位置为 6 0 1± 0 38。通过进一步研究证明 ,黄鳝 1号染色体上存在有真兽类哺乳动物X染色质同源的保守片段 ,该保守片段有可能就是哺乳动物X染色体起源和进化的原始物质基础之一。应用哺乳动物X染色体连锁的其他基因在鱼类开展染色体比较定位研究 ,将有望促进脊椎动物性染色体进化的深入研究     

猪3号染色体九个微卫星位点的遗传多态性研究和遗传图谱构建

从已公布的猪 3号染色体连锁图谱中选取 9个微卫星位点 ,分析了这些位点在大白猪×梅山猪资源家系F2代 140头个体上的多态性 ,利用Crimap软件分别构建了猪 3号染色体两性平均连锁图谱以及公、母畜连锁图谱。结果表明 :各位点等位基因数为 2～ 4个 ,杂合度为 0 .436～ 0 .6 5 6 ,多态信息含量为 0 .35 1～ 0 .5 82 ;本研究所构建的平均连锁图谱全长为 16 1.1cM ,公、母畜连锁图谱全长分别为 135 .8cM和 188.7cM。与USDA所公布的连锁图谱相比 ,两者的标记顺序一致 ,但我们的图谱标记间隔偏大。     

玉米特异DNA通过有性杂交导入小麦DH后代的分子证据

构建了玉米的随机基因组文库,筛选了近100个玉米基因组特异的重复DNA克隆,用它们作探针分别对2个来自小麦×玉米的小麦DH群体进行RFLP分析.结果发现,玉米的MR64克隆导入到2个小麦群体的各1株后代中,即在普通小麦DH系的18号株和波斯小麦DH系的15号株中检测到强杂交信号,这个结果首次从DNA水平上证明某些玉米特异的DNA序列,可通过受精作用以很低的频率转移到小麦DH后代的基因组中.测序分析证实,克隆MR64的插入片段长度为695Pb,A+T含量为58%,用多种酶切玉米基因组进行RFLP分析表明它是一个带1～3个主串联重复单位的散布重复序列.同时还对它的序列结构、甲基化图谱、拷贝数和在玉米染色体上的分布以及在其它小麦品种和禾本科种基因组中的序列同源性情况进行了详细的研究.     

筛选和定位含水稻端粒相关序列的BAC克隆

根据水稻的端粒重复序列 ,设计了 2个引物 :(TTTAGGG) ₃ 和 (CCC TAAA) ₃ CCC ,利用单引物在水稻总DNA中进行PCR扩增 ,分别得到Tas1和Tas2 .这 2个片段在定位亲本间均无多态性 .Tas1的原位杂交表明该序列位于 2对染色体端部 .以Tas1为探针在所构建的水稻基因组BAC文库中筛选到 1个克隆 ,South ern杂交证明此克隆也包含序列Tas2 ,取该克隆中的单拷贝序列利用ZYQ/JX1 7DH群体将其定位在第 6号染色体的端部 .并对Tas1和Tas2在此克隆中的排列进行了初步研究     

猪的雌雄连锁图谱的比较研究

用统计的方法,对以一个商品猪群为参考家系,采用163个微卫星标记和3个I-型分子标记（RYR1、PRKAG3、PIT1）构建的猪常染色体雌、雄连锁图谱的长度进行了比较。结果表明,常染色体的雌性连锁图谱的总长度为2625.9 cM,雄性连锁图谱的总长度为2259.7 cM,二者比率为1.16 ：1;除了1号和14号染色体以外,其余染色体的雌性连锁图谱的长度均比雄性连锁图谱长。1、3、5、6、7、8、10、11、12、13、14、16、17、18号染色体的雌雄连锁图谱的长度差异极显著（P<0.01）;9号染色体的雌雄连锁图谱的长度差异为显著（P<0.05）;2、4、12、15号染色体的雌雄图谱的长度差异不显著。 Abstract：The difference between the length of female- and male-linkage map, which was created with a reference pedigree based on a commercial porcine population and using 163 microsatellite markers as well as 3 type-I markers (RYR1, PRKAG3, PIT1), was statistic analyzed. The results showed that the total length of female linkage map of autosomes is 2625.9 cM and the total length of the male linkage map is 2259.7 cM; the ratio between the total length of the female- and male-linkage maps is 1.16 ：1; except for the chromosomes 1 and 14, the female linkage maps of the other chromosomes are longer than the male linkage maps. The difference between the length of female- and male-linkage maps of chromosomes 1, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17 and 18 is very significant (P<0.01) and the difference of chromosome 9 is significant (P<0.05); but there is no significance on chromosomes 2, 4, 12 and 15.     

苜蓿种质间染色体多态性的荧光原位杂交检测

利用染色体荧光原位杂交技术(FISH),将3种重复序列5S rDNA、45S rDNA和C0t-1 DNA用不同荧光物进行标记,对我国10个不同地理来源的苜蓿种质(Medicago sativa L.;2n=4X=32)进行了染色体多态性检测。结果表明,利用以上重复序列可以较好地将苜蓿32条染色体区分为16对特征不同的染色体,10份不同种质材料FISH带纹特征表现高度相似,比较不同种质间同源染色体重复序列杂交特征,揭示出种质群体内和群体间多态性染色体的存在,其中不同的同源染色体多态性表现不尽一致,1号染色体(随体染色体)多态性最高,10份材料中检出7个多态型,3、4、15号染色体保守性较强,在不同种质间表现为单态,其他染色体多态性居中。对在地理分布上自西向东的10个材料进行染色体多态性比较,结果显示分布于西藏、新疆以及分布在辽宁的材料部分染色体多态型显著区别于其他材料。     

人类基因组3pter-p26区域的序列比较分析

对人类基因组3号染色体短臂的3pter-p26区域进行了初步分析, 序列组装后整个区域全长约为8.1 kb, 靠近端粒区还存在一个约20~30 kb的空洞. 序列比较分析表明: (ⅰ) 该区域的GC含量为38.5%, 为人类基因组所有近端粒区域最低; (ⅱ) 共含有42个基因, 平均大小为97.5 kb, 以前通过基因连锁分析定位于该区域的基因Cntn3存在定位错误, 应位于3p12.3; (ⅲ) 该区域散在重复序列活跃程度高于全基因组平均水平, 其中(TA)_n含量是全基因组平均水平的2倍; (ⅳ) 该区域在小鼠6号染色体104.1~112.4 Mb的位置有一个保守的同源序列; 通过染色体进化分析推断, 3pter-p26区域可能于最近的一次染色体重排之后才转移到染色体的末端, 其发生时间应在人与小鼠的基因组分离之后, 在这次重排过程中, 染色体断裂点附近的一些序列, 连同所包含的基因发生了丢失, 而丢失的基因总拷贝数却在基因组的其他地方得到了增加; (ⅴ) 3pter-p26区域较低的GC含量可能不利于保持染色体末端的稳定, 容易发生DNA丢失, 而这又可能是引发基因表达异常导致疾病的原因之一.