全基因组关联分析显示SOX6为影响腕部骨密度的候选基因

骨质疏松症是一种高度遗传且极易导致骨折的骨骼疾病, 它严重损害患者的生活质量. 因骨质疏松而导致的手腕骨折, 很大程度是由于手腕部位的骨量低. 本研究在1000个不相关的白人中采用Affymetix 500K芯片扫描了500000个SNPs, 运用全基因组关联分析(GWAS), 发现SOX6为影响手腕骨密度的一个新的基因, SOX6基因中rs11023787与手腕部骨密度关联, P值为9.00×10^-5. SOX6基因中, rs11023787 C等位基因携带者的手腕骨密度显著高于T等位基因携带者(C等位基因 vs. T等位基因携带者: 0.485 g/cm² vs. 0.462 g/cm²). 为进一步验证该结果, 在中国人群中检测了SOX6基因与骨密度的关联并发现, rs11023787与手腕骨密度显著关联(P=6.41×10^-3). 对GWAS与验证结果进行荟萃分析, 得到联合P值为5.20×10^-6, SOX6基因参与软骨形成过程. 本结果提示, SOX6基因是影响骨密度变异的重要基因.     

SOX6 基因3''UTR 区野生型和突变型重组质粒的构建与鉴定

目的:构建含单核苷酸多态性(SNP)位点rs1065024的SOX6基因3'UTR双荧光素酶报告基因载体,并用生物信息学软件预测与rs1065024位点区域相结合的mi RNA,为进一步研究此SNP位点的功能及mi RNA与SOX6基因3'UTR区之间的关系奠定基础。方法:提取人全血基因组DNA,以基因组DNA为模板,通过PCR扩增含SNP位点在内的SOX6基因3'UTR片段,经过胶回收纯化后,将回收的目的片段插入双荧光素酶报告基因载体p MIR-REPORT中,再经DH5a转化扩增,挑单克隆进行菌落PCR并进行质粒提取,对质粒进行双酶切鉴定,最后进行DNA测序鉴定。针对SNP进行定点突变,构建出野生型和突变型重组质粒,并用生物信息学软件预测出与SNP位点相结合的mi RNA。结果:经单菌落质粒测序验证显示带有T碱基的SOX6基因3'UTR重组质粒p MIR-REPORT-3'UTR-T构建成功;经定点突变,成功将p MIR-REPORT-3'UTR-T质粒转变为p MIR-REPORT-3'UTR-C,经比对未引入任何其他突变;生物信息学预测显示,rs1065024位点位于mi R-190b、mi R-190a-5p、mi R-451b、mi R-4791与SOX6基因3'UTR的结合区域,其多态的改变可以影响mi RNA与m RNA的结合效率。结论:本研究成功构建了含SNP位点rs1065024的p MIR-REPORT-SOX6-3'UTR野生型和突变型重组质粒,为今后SOX6基因3'UTR的SNP位点的功能及mi RNA与SOX6基因3'UTR区之间的关系研究奠定基础。     

Hi-C技术在三维基因组学和疾病致病机理研究中的应用

三维基因组学在基因组序列、基因结构及其调控元件的基础上对细胞核内的染色质的三维空间结构进行研究。染色体的空间交互作用是基因表达调控的重要因素,随着高通量染色体构象捕获(high-throughput chromosome conformation capture,Hi-C)技术及其衍生技术的出现和快速发展,借助Hi-C技术获取高通量三维基因组学数据,对基因表达调控等生物过程进行研究,已成为揭示细胞深层机制、阐明疾病致病机理的重要手段。本文在介绍三维基因组的发展历程和研究技术的基础上,重点总结了近年来Hi-C技术在多种疾病研究、特别是致病机理阐释方面的应用和成果,为深入理解三维基因组学在构建全局基因调控图谱、挖掘疾病致病机理方面的应用提供参考和借鉴。     

ZBTB40基因与中国汉族人群和美国高加索人群骨密度的关联研究

最近的全基因组关联研究发现ZBTB40(zinc finger and BTB domain containing 40)基因是一个潜在的调节骨密度的新基因,为了可靠地验证该基因与骨密度的关联关系,采用精细定位关联研究来检测ZBTB40基因内及其附近的SNPs与骨密度的关系.首先在中国样本(1 627个不相关的汉族样本)和美国样本(2 286个不相关高加索样本)中对ZBTB40基因的50个SNPs进行基因分型,然后采用Plink软件检测ZBTB40基因与腰椎和髋部骨密度的关联关系.证实了以前报道的SNPs rs7524102与腰椎和髋部骨密度的关联关系.另外还发现5个SNPs(rs10917209、rs6426748、rs4433361、rs3856183和rs7550872)与腰椎和髋部骨密度相关联.其中最显著的SNP是位于ZBTB40基因上游区域的rs6426748,其与腰椎骨密度的关联P值为9.82×10-4,多重检验校正后仍然显著.连锁不平衡分析表明rs6426748与rs10917209,rs7524102和rs7550872呈现高度连锁关系,位于长度为27 kb的单体型块内,因此ZBTB40基因的功能致病位点可能是rs6426748或该单体型块内某一未分型的SNP.     

PHACTR3基因与中国汉族和美国高加索人群骨密度的关联研究

研究组前期的全基因组关联研究发现PHACTR3基因与骨折关联,为了检测该基因与骨密度的关联关系,采用精细定位关联研究来检测PHACTR3基因内及其附近的SNPs与骨密度的关系。首先在中国样本（1627个不相关的汉族样本）和美国样本（2286个不相关高加索样本）中对PHACTR3基因的140个SNPs进行基因分型,然后采用Plink软件检测PHACTR3基因与腰椎和髋部骨密度的关联关系。发现研究组以前报道的与骨折关联的SNPs rs1555364和rs6064822与腰椎和髋部骨密度关联（P=4．89×10^-2-1．26×10^-2）。另外还发现位于PHACTR3基因内含子中3个SNPs位点（rs6027138,rs1182531和rs1182532）与中国人群和白人腰椎骨密度均显著关联,将中国人与白人样本合并起来进行荟萃分析（Meta—analysis）,得到合并P值为1．40×10^-3到4．00×10^-4,另外发现rs6064820与髋部BMD相关联,合并P值为6．70×10^-3。本研究进一步证实了PHACTR3基因在骨密度变异中的作用,对骨质疏松发病机制的认识提供了新的理论依据。