单碱基突变的检测

单碱基突变的检测吴学军,柴建华（复旦大学遗传所,上海２００４３３）关键词单碱基突变,检测在临床上有很多遗传病是由基因内的单碱基替换所致。如何快速简便地进行检测,发现这种点突变,是临床医学家的需要。１．单碱基检测方法的回顾用来检测单碱基错配的方法有等位...     

VersusSNP:一种单碱基突变的筛选及分类工具

单碱基突变的筛选和分类是SNP分析的基础。为解决手工进行突变位点挖掘工作的困难,编写了VersusSNP软件。它可以解析并过滤序列比对结果,并根据突变类型将位点加以分类,以图形界面呈现给用户。使用VersusSNP,用户可以直观地了解基因组中单碱基突变的情况。其程序及源代码可以从http://sourceforge.net/projects/versussnp下载。     

基于双碱基编辑系统的植物基因靶向随机突变技术

遗传性变异是表型多样性的基础,靶向饱和突变作物基因可以促进产生具有优异农艺性状的突变体。相较于传统诱变育种和异源物种中的定向进化方法,基于双碱基编辑系统的植物基因靶向随机突变技术可对植物内源基因产生高效突变,从而实现原位定向进化,加快植物育种及功能基因研究进程。该文介绍了使用饱和靶向内源基因突变编辑器(STEME)对植...     

外显子与内含子序列分维的双碱基研究

引入碱基间的关联,研究了外显子和内含子序列以双碱基为单位的分维,我们发现在这种情况下,外显子和内显子序列在短程和中程存在自相似性并分别定义了这两个区域的分维。结果表明,短程的分维值Ｄｇ一般比中程的Ｄｍ大,外显子的两个分维值比内含子大。我们改变双联体的位相而分维却不变,这反映出在双联体基础上,外显子的不规则性大于内含子,短程的不规则性大于中程,外显子和内含子序列对以２为周期的结构没有位相的特异性。     

小鼠及猕猴胚胎MECP2基因T158M单碱基突变体系的建立

目的:利用单碱基编辑技术定点修饰MECP2基因T158M位点,获得单一定点突变类型的啮齿类及非人灵长类胚胎,为建立模拟临床上Rett综合征的疾病动物模型奠定基础。方法:利用单碱基编辑技术构建3对T158M-sgRNA质粒,并分别与BE系统(BE3或BE4max)质粒共转染293T细胞筛选高效的sgRNA,通过显微注射将体外转录的mRNA以不同的浓度组合注射到ICR小鼠和猕猴受精卵中,检测小鼠和猕猴胚胎发育率和编辑效率,评估BE3和BE4max的工作效率及最优浓度组合。结果:小鼠胚胎上BE4max(ng/μl)∶sgRNA(ng/μl)=100∶50浓度组合时,小鼠胚胎发育率和编辑效率最佳,同时该浓度组合在猕猴胚胎上也获得了有效编辑效率。结论:成功在小鼠及猕猴胚胎上实现了MECP2基因T158M位点上C→T的转变,为后期建立T158M突变的RTT动物模型建立了稳定的胚胎编辑体系。     

水稻蜡质基因第一内含子碱基突变引起其RNA二级结构的可能变化

通过体外转录得到籼稻品种２３２蜡质基因第一内含于５’端４３０ｂｐ的ｓｓＲＮＡ分子,以及在此区域发生了自然突变的粳稻品种寒丰蜡质基因经一内含子５’端同样长度的ｓｓＲＮＡ分子。部分变性胶电泳结果表明两种ｓｓＲＮＡ分子的迁移速率不同。将两种ｓｓＲＮＡ分子的核酸序列用计算机分析,表明此两种ｓｓＲＮＡ分子能形成不同的茎－环结构,自由能值也有差异。对突变引起的这些不同与两种水稻品种蜡质基因转录本剪接的差异进行     

检测单碱基错配-PCR方法的发展

ＰＣＲ已用于ＤＮＡ诊断。连接酶链反应（ＬｉｇａｓｅＣｈａｉｎＲｅａｃｔｉｏｎ．ＬＣＲ）做为ＰＣＲ方法的补充得到进一步发展。应用热稳定ＤＮＡ连接酶,既能扩增ＤＮＡ,同时也能区分单碱基的替换。当碱基完全互补时,这个连接酶能对两个紧密相邻的寡核苷酸进行共价连接,若连接处发生了一个碱基突变,便不能使两个寡核苷酸有效连接,从而不能扩增产物,应用相应的方法便能区别     

不具有3-碱基周期性的编码序列初探

对120个较短编码序列(＜1 200 bp)的Fourier频谱进行分析表明,3-碱基周期性在短编码序列中并不是绝对存在的.统计分析提示,编码序列有无3-碱基周期性与序列的碱基组成和分布、所编码蛋白质氨基酸的选用和顺序以及同义密码子的使用都有一定的关系.一般地,非周期-3序列中A+U含量高于G+C含量,周期-3序列的情况则相反;非周期-3序列中碱基在密码子三个位点上的分布比周期-3序列中的分布均匀;非周期-3序列密码子和氨基酸的使用偏向没有周期-3序列的大.在利用Fourier分析方法预测DNA序列中的基因和外显子时,应充分考虑到这些现象.     

基因编辑之“新宠”—单碱基基因组编辑系统

近年发展起来的人工核酸酶可通过引起特定位点的DNA双链断裂实现对目的片段的有效编辑。为进一步提高碱基修改的效率和精确度,2016年研究者们利用CRISPR/Cas9识别特定DNA序列的功能,结合胞嘧啶脱氨酶的生化活性发明了将胞嘧啶高效转换为胸腺嘧啶(C>T)的嘧啶单碱基编辑系统(base editor)。这一系统虽然能精准实现嘧啶直接转换,大大提高精确基因编辑效率,但美中不足的是无法对嘌呤进行修改。近期,Nature报道了将细菌中的tRNA腺嘌呤脱氨酶定向进化形成具有催化DNA腺嘌呤底物的脱氨酶,将其与Cas9系统融合发明了具有高效催化腺嘌呤转换为鸟嘌呤的新工具—腺嘌呤单碱基编辑系统(ABEs, adenine base editors)。本文总结了单碱基编辑工具的发展历程和最新研究进展,着重介绍ABEs的研发过程,并对单碱基编辑工具今后的应用方向和研发方向进行展望。     

一种新的基于单碱基延伸的SNP芯片技术

单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)是人类基因组中最常见的一种变异, 与疾病易感性、药物代谢等有着密切的关系。已经建立了多种SNP检测技术并得到了应用。单碱基延伸(Single base extension, SBE)是常用的SNP分型技术之一。文章建立了SBE结合Zip-code芯片技术对SNP进行分型, 为个体化用药及临床诊断芯片的研究与开发提供技术和方法。     

IUGR胎鼠HRV谱分析实验研究

为了探讨将胎儿自主神经发育及其功能状况作为判断胎儿宫内发育迟缓(IUGR)的可行性,采用酒精灌胃加限食法建立IUGR动物模型,利用自回归(AR)模型法对IUGR胎鼠心率变异性(HRV)进行功率谱分析。结果表明,无论是低频功率、高频功率还是总功率,实验组均明显高于对照组,但标化后的高频功率实验组则明显低于对照组,标化后的低频功率实验组仍明显高于对照组。提示,利用FHRV谱分析评价胎儿自主神经发育及其功能状况,进而对IUGR进行产前诊断的方法是可行的。     

畸精子症病人的睾丸特异性表达基因SPEM1筛查分析

目的:探讨睾丸特异性表达基因SPEM1突变与畸精子症患者之间的关系.方法:收集从2005年4月至2007年3月临床上不明原因的畸精症患者113份外周血标本以及100份正常生育能力男子的外周血标本,抽提其DNA.然后采用PCR技术、变性高效液相色谱技术(DHPLC)以及测序等手段对全部DNA样本进行该基因的突变筛查.结果:在畸精症患者中发现1个新的未见报道的多态性位点;尚未发现有基因突变或微缺失.结论:SPEM1基因突变或缺失不是引起本组畸精子症病人的主要致病基因.该基因在对畸精子症所致不育的诊断价值尚需进一步研究.     

变性高效液相色谱法筛检hMLH1和hMSH2微小突变技术

目的:建立基于变性高效液相色谱法(DHPLC)的快速筛检错配修复基因hMLH1和hMSH2微小突变的技术平台。方法:自行设计PCR扩增hMLH1和hMSH2各外显子的引物,应用DHPLC检测26个遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC)家系的先证者hMLH1和hMSH2种系微小突变,并与先前进行的DNA直接测序结果相比较。结果:hMLH1与hMSH2各外显子的PCR扩增引物,均能很好地扩增出相应的外显子及剪接区;DHPLC检出了所有已知突变,突变阳性筛检与阴性筛检的灵敏度和特异性均为100%;hMLH1的扩增子12A和hMSH2的扩增子2、3、7、5中相应外显子的剪接区跨越2个温度,而且相差较大(2.2-8.5℃):与DNA直接测序相比较,DHPLC具有快速、高效、低劳动强度、费用低、人为误差小、灵敏度和特异性高等优点。结论:基于DH- PLC的突变筛检平台,能够有效地筛检hMLH1和hMSH2微小突变,并具有较高的费用效率比。     

MJD基因CAG不稳定性扩增与临床研究

为了解Machado-Joseph病(MJD)基因突变及临床的神经电生理特点, 对16个诊断为遗传性小脑性共济失调(SCA)家系的45例病人及30例家系的“正常”人作MJD基因突变分析,检出MJD基因的病人行肢体运动及感觉神经传导速度(MCV及SCV)、脑干诱发电位(BAEP),视觉诱发电位(VEP)的检查。结果检出10个家系25例病人及1例症状前18岁女孩有MJD基因突变,CAG三核苷酸重复73～79次,异常等位基因片段长380～402bp,均为杂合子; 正常人CAG三核苷酸重复18～40次,等位片段长200～270bp,电生理发现MJD的SCV减慢比MCV明显,而下肢的MCV、SCV又较上肢明显,BAEP、VEP均有不同程度的潜伏期延长或波的异常;MJD的父亲遗传早于母亲,进展也较块,临床以小脑性共济失调为突出症状,其次为构音障碍、突眼等,肌肉萎缩仅见于晚期病人;MRI示小脑萎缩较明显,脑干萎缩并不严重,未见明显的颈髓萎缩。 Abstract:　To investigate the gene mutation of clinical and neuroelectrophysiological characteristics in Machado-Joseph disease(MJD). The gene mutation was detected in 45 patients diagnosed as spinocerebellar ataxia(SCA) and 30 “healthy relatives”. Brain stem evoked potentials(BAEP), visual evoked potentials(VEP) and motor conduction velocity (MCV) and sensory conduction velocity (SCV) were performed on MJD. Gene mutations were detected in 25 patients and a 18-year-old girl among 16 families. Trinucleotide repeats of CAG were 73～79. The fragments of abnormal alleles were 380～402bp, and all patients were heterozygous. The copy numbers of normal alleles were 18～40, fragments from 202～270bp. SCV reduction was much obvious compared to MCV, MCV and SCV in lower limb ?ere much more slow than that in upper's. BAEP, VEP were also delayed in latency. The anticipation in parental sex bias were much more obvioius than that in matental's. Cerebellar ataxia was most severe, the next were dysarthria and bulging eyes. Amytrophy was seen only in bed ridden patients. Cerebellar atrophy was more severe than brain stem, cord atrophy was n't observed in all MJD.     

The Mutation Spectrum of the CFTR Gene in Cystic Fibrosis Patients from Bashkortostan

Mutations of CFTR were studied in patients with cystic fibrosis (CF) from Bashkortostan. In total, 15 mutations were observed and 51% of all mutant alleles identified. The most diagnostically significant mutations were delF508 (33.8%), 394delTT (3.52%), CFTRdele2,3(21kb) (1.41%), R334W (1.41%), 3849 + 10kbC T (1.41%), and N1303K (1.41%). Mutations G542X, 2184insA, S1196X, and W1282X were each found in less than 1% patients. Five new mutations and two neutral substitutions were revealed. These were I488M (exon 10), 1811 + 12A C (intron 11), T663S (exon 13), I1226R (exon 19), 4005 + 9A C (intron 20), 2097A C (A655A, exon 13), and 3996G C (V1288V, exon 20). Bashkortostan was shown to differ in the CFTR mutation spectrum from other regions of Russia. The results will allow direct DNA diagnostics of CF in far more families. Molecular screening of probands" relatives will contribute to identification and medical genetic counseling of heterozygous carriers, which is essential for CF prevention.     

IDH1基因突变在胶质瘤中的研究进展

胶质瘤是颅内最常见的恶性肿瘤,发病率逐年增高。越来越多的证据表明IDH1基因突变与胶质瘤密切相关。本文就近年来有关胶质瘤与IDH1基因突变的研究作一综述。IDH1基因编码胞浆内NADP依赖的异柠檬酸脱氢酶,后者能够对异柠檬酸进行催化生成α-酮戊二酸。在40%的胶质瘤中存在IDH1突变,在继发性胶质母细胞瘤中变异率最高。作为一种代谢的关键酶,IDH1突变后可以将α-KG转变成2-HG,后者具有促进细胞增殖和促进肿瘤发生的作用。而且,IDH1突变可以导致胶质瘤代谢和表观遗传学方面的改变。同时,IDH1突变可以通过增加HIF-1α水平及活性增加血管生成。目前在不同级别的胶质瘤当中,IDH1突变已经成为一个与预后密切相关的独立预测因素。对IDH1突变的研究有助于深入了解胶质瘤病因及干预措施的具体机制,有助于胶质瘤的分子水平分类和治疗。     

黑线仓鼠CRH基因的编码序列及系统进化分析

为探究黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)繁殖功能与促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)基因结构的关系,参考近缘种的cDNA序列设计引物,采用RT-PCR法克隆得到了黑线仓鼠CRH基因的部分序列,克隆得到长度为1 112bp,为外显子1和外显子2的部分序列,包括全部编码区序列564 bp;编码区共编码187个氨基酸,GenBank登录号为JQ416143.利用编码区序列构建系统进化树,结果显示,黑线仓鼠与大鼠、小鼠亲缘关系最近,与其他哺乳动物亲缘关系较近,而与原鸡亲缘关系最远,此结果与物种的进化关系相一致.同时对其编码的蛋白质进行一级结构分析及二级、三级结构预测,得到了CRH的信号肽序列和41个氨基酸组成.本研究首次报道了黑线仓鼠的CRH基因序列,为进一步探究CRH基因奠定基础,对系统分析CRH的功能具有重要的参考价值,同时该cDNA序列可作为物种亲缘关系或遗传距离研究的理想标记.     

人乙型肝炎病毒前表面抗原(preS)基因的突变及其在家蚕细胞中影响表达的研究

为探讨人乙型肝炎病毒 (HBV)前表面抗原 (preS)基因的表达调控机理 ,以实现高效表达 ,利用PCR方法在克隆的 preS基因的第 2、3位密码子引入同义突变 ,消除存在于 5 '端编码区保守的反向重复序列 ,将 preS基因及其突变形式 (MpreS)分别重组到转移载体 pBM0 30 ,获得 pBM preS和pBM MpreS。将 pBM preS和 pBM MpreS分别与野生型家蚕核型多角体病毒 (BmNPV)DNA共转染家蚕培养细胞 (BmN) ,经空斑筛选和杂交证实 ,分别获得重组病毒rBmNPV preS和rBmNPV MpreS。RNA点杂交和ELISA结果表明 :虽然在rBmNPV preS和rBmNPV MpreS感染的BmN细胞内都转录了 preS基因 ,但仅后者表达出 preS蛋白 ,提示preS基因的表达与基因内部起始区的反向重复序列密切相关。     

中国人苯丙氨酸羟化酶基因的一个新的切接位点突变的鉴定

本文鉴定了苯丙氨酸羟化酶基因355位密码子上的一个新的错义突变Q355 H, 此突变异致谷氨酰胺变成了组氨酸。此突变位点恰位于外显子10和内含子11的交界处, 因此将引起mRNA形成过程中的剪接错误而产生异常的mR NA。Q355H的鉴定为一例苯丙酮尿症胎儿的产前诊断提供了理论依据。 Abstract:A novel missense mutation at code 355 of phenylalanine hydroxlase gene was identified,this mutation caused the substitution of Gln 355 for His 355.The mutant site was at the boundary of exon 10 and intro 11 and might cause splicing errors during RNA processing,Which could result in abnormal mRNA.Identification of Q355H provided a theortic evidence for prenatal diagnosis of a fetus with PKU.     

GATA4基因H435Y位点突变对小鼠心功能的影响

目的:研究GATA4基因H435Y位点突变对小鼠心功能的影响以及可能机制。方法:随机选取野生型(WT)小鼠和GATA4基因H435Y位点突变(Gata4 H435Y)小鼠各6只,检测和比较两组小鼠的心功能和心脏重量/体重比,应用Masson染色观察小鼠心肌组织形态,实时定量反转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)和蛋白免疫印迹(Western blot)分别检测心肌组织中Gata4、Sox9、Scleraxis、Tenascin和Aggrecan的m RNA和蛋白表达水平。结果:与WT组小鼠相比,GATA4 H435Y组小鼠左心室射血分数(LVEF)和左心室缩短分数(LVFS)降低(P0.05),左心室收缩末期内径(LVIDs)增大(P0.05)。两组组小鼠的心脏重量比较差异无统计学意义(P0.05),GATA4 H435Y组小鼠体重较WT组小鼠显著减轻、心重/体重比明显减小(P0.05)。Masson染色结果显示两组小鼠心肌纤维无明显差异,但WT组小鼠心肌胶原纤维染色较深。与WT组小鼠相比较,GATA4 H435Y组小鼠心肌组织中GATA4、Scleraxis和Sox9的m RNA及蛋白明显表达下降(P0.05),Aggrecan和TenascinmRNA和蛋白表达均无明显统计学差异(p0.05)。结论:GATA4基因H435Y位点突变可能通过降低GATA4及下游基因表达,影响心肌细胞外基质基因的表达,进而损害小鼠的心功能。