基因组拷贝数变异及其突变机理与人类疾病

拷贝数变异(Copy number variation,CNV)是由基因组发生重排而导致的,一般指长度为1 kb以上的基因组大片段的拷贝数增加或者减少,主要表现为亚显微水平的缺失和重复。CNV是基因组结构变异(Structural variation,SV)的重要组成部分。CNV位点的突变率远高于SNP(Single nucleotide polymorphism),是人类疾病的重要致病因素之一。目前,用来进行全基因组范围的CNV研究的方法有:基于芯片的比较基因组杂交技术(array-based comparative genomic hybridization,aCGH)、SNP分型芯片技术和新一代测序技术。CNV的形成机制有多种,并可分为DNA重组和DNA错误复制两大类。CNV可以导致呈孟德尔遗传的单基因病与罕见疾病,同时与复杂疾病也相关。其致病的可能机制有基因剂量效应、基因断裂、基因融合和位置效应等。对CNV的深入研究,可以使我们对人类基因组的构成、个体间的遗传差异、以及遗传致病因素有新的认识。     

APOBEC3基因拷贝数变异与乳腺癌易感性的关联

为了探讨APOBEC3基因缺失拷贝数变异的多态性与汉族女性乳腺癌易感性的关联性,本研究应用聚合酶链式反应-限制性多态性内切酶技术检测281例乳腺癌和292例正常对照组。我们发现APOBEC3基因拷贝数变异位点的等位基因、基因型频率分布在乳腺癌和对照组之间比较有显著性差异(p<0.05),校正混杂因素后基因型Del/Del,Del/Ins,显性模型和加性模型下对乳腺癌的风险预测值分别为2.753 (95%Cl:1.363～3.560; p=0.005)、1.462(95%Cl:1.021～2.094; p=0.038)、2.282(95%Cl:1.155～3.508; p=0.018)和1.596(95%Cl:1.129～2.256; p=0.008)。研究表明APOBEC3基因的缺失变异位点多态性与乳腺癌的发病风险存在关联,等位基因del是乳腺癌发病的危险因素。本研究的结果可以为本地区群体的乳腺癌易感基因的筛选以及评估易感基因对患病的风险程度提供参考数据,为乳腺癌的防治、诊断和个体化治疗研究提供了帮助。     

人类多种疾病中mtDNA拷贝数的变化

线粒体是细胞能量和自由基代谢中心,在细胞生命活动中发挥着重要作用,而mt DNA拷贝数是决定线粒体功能的重要因素。由于mt DNA缺乏组蛋白的保护和损伤修复系统,又暴露在氧化磷酸化产生的高氧环境中,易受损引起拷贝数变化,从而影响线粒体的功能。大量研究表明,多种疾病的发生发展与mt DNA拷贝数变化密切相关。该文综述了癌症、神经退行性疾病、心脑血管疾病、精神疾病等各种疾病中mt DNA拷贝数的变化情况,以期从中发现疾病相关mt DNA拷贝数的变化规律和调控机制。     

染色质结构蛋白变异与人类疾病

层级复杂的三维染色质结构对于细胞命运决定和功能维持所需的多种DNA相关生物学过程的时空调控至关重要,如DNA复制、转录、重组和损伤修复等.三维染色质结构失调导致基因表达异常,被认为是肿瘤或神经发育障碍等多种疾病的主要诱因.本文重点阐述组蛋白及其变体、甲基CpG结合蛋白2在三维染色质高级结构及动态性调节中的作用,总结疾病相关突变对基因功能的影响,探讨肿瘤或神经发育障碍发生发展过程中染色质层面的病理学机制.     

基因组拷贝数变异研究进展

基因组结构变异分为两个层次:显微水平(microscopic)和亚显微水平(submicroscopic)。显微水平的基因组结构变异主要是指显微镜下可见的染色体畸变,包括整倍体或非整倍体、缺失、插入、倒位、易位、脆性位点等结构变异。亚显微水平的基因组结构变异是指DNA片段长度在1Kb-3Mb的基因组结构变异,包括缺失、插入、重复、重排、倒位、DNA拷贝数目变化(copy numbervariation,CNV),这些统称为CNV或者CNP(copy number polymorphisms,CNP)。对CNV的研究能够帮助研究者建立遗传检测假说,进而发现疾病易感基因,同时加深对表型变异的理解,为今后研究人类生物功能、进化、疾病奠定基础。本文主要从CNV的研究历史、分子机制、研究方法、研究意义等四个方面进行综述.。     

儿童孤独症与拷贝数变异的研究

儿童孤独症是一种复杂的神经发育性障碍,患儿常表现有认知、情感和行为等多方面的异常,主要临床表现为社会交往障碍,言语交流障碍,重复刻板行为。孤独症多起病于三岁之前,男女发病比例约为4:1,患儿常伴有明显的精神发育迟滞。近年来,其发病率呈现逐年上升的趋势,最新的流行病学调查显示孤独症在美国的患病率约为9.1‰。据公认的假说"常见疾病-常见变异"推测,孤独症的风险等位基因和其他复杂疾病一样,在普通人群中将会变得很常见。由于该病起病早,难以进行早期识别,而且尚无特效药或方法可以彻底治愈这种病症,因而给社会及患儿家庭带来了沉重的负担。目前其发病原因和机制尚不明确,但关于儿童孤独症的双生子研究和家系研究都显示它是一个高度遗传性疾病,而且很多证据都表明孤独症是受多因素影响的遗传性疾病,近年来关于孤独症和拷贝数变异(CNVS)研究的报道越来越多,本文将主要就儿童孤独症的拷贝数变异研究现状和最新进展进行论述。     

基因拷贝数变异-导致精神分裂症和自闭症的潜在风险

<正>基因重排可以导致基因拷贝数变异(CNV),即1 kb以上的基因组大片段的拷贝数增加或减少。对于小部分精神分裂症或自闭症患者而言,由等位基因CNV所造成的认知障碍或成为致病的主要因素。近日,冰岛人类遗传学研究与分析公司deCODE Genetics的科学家对一组冰岛的CNV携带者展开了相关研究。他们发现CNV携带者存在类似精神分裂症患者的大脑认知异常现象,且具有患精神分裂症或自闭症的风险。认知测试的结果显示,CNV携带者的IQ与正常人无明显区别,但CNV     

拷贝数变异与疾病的关系及其在动物抗病育种中的应用前景

摘要: 拷贝数变异(Copy number variations, CNVs)主要指大于1 kb以上的DNA片段的缺失、插入、重复等。CNVs广泛存在于人类和其他哺乳动物的基因组中。文章主要介绍了CNVs对人类疾病的影响及其检测技术, 并对CNVs在动物抗病育种中的应用前景进行了展望。由于拷贝数变异对抗病性和易感性的影响至关重要, 因此采用生物技术手段有望将其运用于家畜标记辅助选择、QTL精细定位以及动物优良抗病品种培育当中。     

《基因组研究》：特定基因拷贝数的不同造就人类特殊性

人类为何如此特殊？美国科学家近日对比研究了人类和其它灵长类动物的基因组,发现这可能是因为人类某些基因的拷贝数与其它动物有很大不同。这一发现将有助于人们对疾病、寿命等展开更深入的研究。相关论文在线发表于7月31日的《基因组研究》（Genome Research）上。     

整合分析基因表达与拷贝数变异识别癌症的驱动基因及调控子miRNAs

目的:通过整合分析基因的表达与拷贝数变异(CNV)识别癌症的驱动基因及调控子mi RNAs。方法:通过整合基因表达与CNV数据,分别计算了乳腺癌、结肠癌、肺癌、肾癌、膀胱癌、头颈癌六种癌症中mi RNAs的调控得分,提出了一个识别驱动基因和显著调控子mi RNAs的方法。结果:本文研究发现,CNV区域上编码的基因相比于非CNV区域上编码的基因更倾向于受mi RNAs调控。但是,癌相关CNV区域上的基因相比正常CNV区域上的基因更少受mi RNAs调控。本研究识别出了EXOSC4、ZNF7、BOP1等原癌基因,以及mi R-488、mi R-27a、mi R-454等在多种癌症中都起调控作用的调控子mi RNAs。结论:本文的方法为癌症研究带来了新的启发,这些具有调控扩增基因过表达作用的mi RNAs的发现,有助于我们更进一步了解癌基因表达的复杂调控机制,进而推动癌症的诊断、治疗和预后。     

拷贝数变异的全基因组关联分析

基因组拷贝数变异(copy number variations,CNVs)是指与基因组参考序列相比,基因组中≥1 kb的DNA片段插入、缺失和/或扩增,及其互相组合衍生出的复杂变异．由于其具有分布范围广、可遗传、相对稳定和高度异质性等特点,目前认为,CNVs是一种新的可以作为疾病易感标志的基因组DNA多态性,其变异引起的基因剂量改变可以导致表型改变．最近,一种基于CNVs的新的疾病易感基因鉴定策略——CNV全基因组关联分析开始出现,这一策略和传统的基于单核苷酸多态性的关联分析具有互补性,通过认识基因组结构变异可以认识复杂疾病的分子机制和遗传基础．     

拷贝数变异: 基因组多样性的新形式

基因拷贝数变异是指DNA片段大小范围从kb到Mb的亚微观突变, 是一可能具有致病性、良性或未知临床意义的基因组改变。Fosmid末端配对序列比较策略、比较基因组杂交芯片是当前较多使用的检测手段。染色体非等位的同源重排、非同源突变和非b DNA结构是造成基因组拷贝数变异的重要原因。拷贝数变异可导致不同程度的基因表达差异, 对正常表型的构成及疾病的发生发展具有一定作用。文章在总结基因拷贝数变异的认识过程和研究策略的基础上, 分析了拷贝数变异的形成和作用机制, 介绍了第一代人类基因组拷贝数变异图谱, 阐述了拷贝数变异研究的临床意义, 提示在探索疾病相关的遗传变异时不能错失拷贝数变异这一基因组多样性的新形式。     

基因拷贝数异常的研究进展

基因拷贝数异常(copy number variations,CNVs)是广泛存在于人体基因组的一种结构变异现象,主要包括拷贝数的缺失、插入、重组以及多位点的复杂变异等。最初是在病人的基因组中发现,后来的研究表明在正常人体中也普遍存在。有关CNVs的研究将随机个体之间的基因组差异估计值大大提高,极大的改变了人们的认识。目前,关于CNVs的研究多处在初步探索阶段,CNVs如何导致疾病,以及如何引起基因等的改变而诱发疾病的机理也需更进一步的研究加以验证和证实。该文主要就近年来关于CNVs的研究进展作一综述。     

新一代测序的拷贝数变异检测算法研究与设计

基于不同的测序技术,基因拷贝数变异的检测方法有多种,但时间复杂度较高,而新一代测序技术的发展为基因拷贝数变异检测的研究开辟了新领域。通过仿真实验、置换检验设计出一种新的基于新一代测序的拷贝数变异检测算法。不同于其它算法,本算法无需参考样本,通过直接研究比对后的序列以及reads与拷贝数的关系,来研究检测拷贝数变异,实验结果表明在时间复杂度上能提高50%以上的运算速度,这对今后拷贝数与疾病的研究具有重要意义。     

具有划时代意义的韩国拷贝数变异研究

罗氏NimbleGen已与韩国疾病控制与预防中心（KCDC）和Macrogen,Inc．公司签署合作协议,将共同实施一项针对韩国人的为期8个月的高密度CNV研究。该研究分为两个阶段,包括对韩国人口的大规模CNV特征描述,并对包括糖尿病在内的复杂疾病的基因相关研究中常见的CNV进行分析。     

基因组学与人类疾病

近年来,以高密度基因芯片和高通量测序为核心的基因组学技术迅速发展,已广泛应用到生物医学的各个领域并取得突出进展,使我们对于疾病的分子与遗传学基础的认识达到了一个新的水平。这     

遗传变异的又一来源：拷贝数变异

人们很早就发现DNA拷贝数变异与特定染色体重组和基因组异常相关这一现象,但最近才知道它与疾病的相关联系。我们对拷贝数变异的原理、最新研究方法,及其与复杂疾病的相关性研究等进展进行了综述;总结了拷贝数变异研究所存在的问题;对拷贝数变异未来的研究重点和需要解决的问题进行了展望。     

乳腺癌特异性拷贝数变异致DNA修复失衡

该研究通过整合4个功能诠释数据库(KEGG、GO、WIKI和PC)共发现56条DNA修复相关通路,确定了725个功能基因;并在筛查CCLE肿瘤细胞系和TCGA乳腺癌基因组数据的基础上,发现了89个乳腺癌特异性的拷贝数变异基因,其中包含了4个DNA修复相关的基因[BRCA1(breast cancer 1,early onset)、ERBB2(erb-b2 receptor tyrosine kinase 2)、G6PC(glucose-6-phosphatase,catalytic subunit)和PSME3(proteasome(prosome,macropain)activator subunit 3(PA28 gamma;Ki))]。进一步生物信息分析表明,乳腺癌基因组中17q21.31区域的拷贝数变异可通过改变BRCA1和PSME3基因的表达,从而影响DNA修复功能(如双链的断裂修复和DNA损伤相关检测点)。     

猪13号染色体上拷贝数变异区内基因信息发掘及遗传规律分析

拷贝数变异(Copy number variation, CNV)是染色体上发生的一种微结构变异, 已引起越来越多研究者的关注。本课题组前期已获得猪13号染色体上的32个CNV区域(CNV region, CNVR), 为了发掘CNVR内的基因信息, 文章在线检索了上述CNVR内的基因并进行基因本体(Gene Ontology)分析。结果共发现236个基因, 其中有注释基因169个, 主要参与蛋白质水解、细胞粘附、大分子降解等生物过程。为了探索这些基因拷贝数变异的遗传规律, 文章选择RCAN1(Regulators of calcineurin 1)基因为候选基因, 利用QPCR方法在莱芜猪群中检测了该基因的拷贝数, 并分析了CNV在莱芜猪3个家系中的遗传规律。结果表明, RCAN1基因在莱芜猪群体中存在拷贝数的缺失、重复现象, 其拷贝数变异的遗传规律符合孟德尔遗传方式。