神经系统遗传病与三核苷酸重复

三核苷酸重复与神经系统遗传病的关系引起了许多科研工作者的关注,介绍了近年来与三核苷酸重复相关的神经系统遗传病致病基因克隆的研究进展,并对其可能的致病机理作了综述.     

人类神经退行性疾病相关的三核苷酸重复DNA序列不稳定性机制研究进展

三核苷酸重复DNA序列扩增或缺失不稳定性与50多种人类神经退行性疾病有关.与疾病相关的三核苷酸重复拷贝数的增加或减少,影响了特定基因的表达,或因之产生具有细胞毒性的RNA和蛋白质已成为相关疾病的共有病理机制.现有的研究表明,疾病相关的三核苷酸重复拷贝数的改变有可能起因于相关三核苷酸重复DNA序列的异常DNA复制、修复、...     

两个亨廷顿舞蹈病家系IT15基因的研究

为了探讨亨廷顿舞蹈病家系患者的临床特征与IT15基因中(CAG)_n重复拷贝数之间的相互关系, 对两家系患者的临床、影像学特征、发病年龄及遗传方式等进行分析; 用聚合酶链反应技术、6%聚丙烯酰胺凝胶电泳及直接测序等方法, 对42名家系成员的IT15基因的(CAG)_n三核苷酸重复序列进行分析。结果显示家系1患者无典型的临床“三联症”及尾状核的萎缩, 18名家系成员中9名患者IT15基因的(CAG)_n拷贝数介于40~50次之间,拷贝数与发病年龄无明显相关; 而家系2患者具有典型的“三联症”和尾状核的萎缩, 24名家系成员中5例患者(CAG)_n拷贝数大于等于50次, 发病年龄与(CAG)_n拷贝数相关。因此亨廷顿舞蹈病患者的临床特征在一定程度上受IT15基因的(CAG)_n三核苷酸重复拷贝数的影响, 拷贝数大于50次, 发病年龄与(CAG)_n拷贝数相关, 并有经父系遗传的(CAG)_n拷贝数的扩展, 且存在遗传早现现象。     

三核苷酸重复序列失稳定机制:重复序列形成non-B二级结构的必要性和细胞反式作用因子的作用

与三核苷酸重复序列CAG.CTG、CGG·CCG和GAA·TTC扩增和缺失有关的分子机制尚不能得到清楚的阐释.体外研究表明,上述疾病相关的重复序列可以在体外形成non-B二级结构,并介导重复序列扩增.然而,迄今为止,类似的观察尚未在体内研究过程中得以实现.利用模型生物大肠杆菌和酵母等进行的有关研究并不能模拟三核苷酸重复序列的扩增,这暗示三核苷酸重复序列的体内扩增可能与重复序列形成non-B二级结构关联性并不大.尽管理论上较长的三核苷酸重复序列可以在复制和后复制过程中较易形成non-B DNA二级结构,但这样的二级结构倾向于导致重复序列出现"脆性",而不是扩增.事实上,患者所具有的三核苷酸重复序列扩增并非一定需要通过non-B二级结构的介导,这些重复序列的扩增是可以通过一种RNA转录诱导的局部DNA重复序列的复制和其后的DNA重排得以发生.     

简单重复DNA序列在哺乳动物mtDNA D-loop区的分布及进化特征

简单重复序列广泛分布于从原核到真核生物的基因组中, 其形成的分子机理目前尚不明确。对NCBI数据库中已有256种哺乳动物线粒体DNA (mtDNA) D-loop区进行序列比对分析, 根据其所含有的简单重复序列类型分为3组, 分别是53种哺乳动物含有六核苷酸重复序列; 104种哺乳动物含有非六核苷酸重复序列(＞6 bp); 99种哺乳动物不含有任何重复序列。通过碱基序列分析比对, 发现六核苷酸重复序列集中分布在CSB1-CSB2间隔区, 而非六核苷酸重复可以分布于终止区(TAS)、中央保守区(Central domain)以及CSB(Central sequence block)区。通过比较含有重复序列与不含重复序列的功能保守区发现, 简单重复序列的存在并不明确影响D-loop区内的中央保守区以及CSB1、CSB2、CSB3三个功能保守区的碱基序列保守性。在此基础上, 利用N-J法构建了256种哺乳动物的进化树, 分析了哺乳动物D-Loop区内重复序列在进化过程中的可能变化规律, 发现简单重复序列随着物种的进化地位的升高而呈现消失趋势。     

烟草ESTs资源的SSR信息分析

烟草ESTs数量迅速增加为开发新的SSR标记提供了宝贵的资源.经过软件分析,对242 683条烟草ESTs序列剔除冗余序列,在211 728条非冗余烟草ESTs序列中,共检索出9 339个SSR,SSR之间的距离约为14.21 kb,检出率为4.41%,包括216种重复基元.其中三核苷酸重复类型的SSR占主导地位,占总SSR的50.34%,其次为二核苷酸和单核苷酸,分别为23.00%,16.48%,其余重复类型所占比例均不足5%.在所有重复基元中,A/T重复为主要类型,占所有重复14.68%,其次为AT/TA、AG/TC、AAG/TTC,分别为10.49%、9.48%、6.85%.随机设计10对EST-SSR引物,对6个品种烟草进行扩增,10对EST-SSR引物均能扩增出产物,其中1对引物在6个品种有多态性.本研究为烟草EST-SSR标记的建立和进一步应用奠定了基础.     

人参EST资源的SSR信息分析

从7055条人参EST序列中搜索出791个SSR,其出现频率为11．21％,平均长度为21．37bp,平均分布频率为1／5．7kb。二核苷酸重复是主要的重复类型,占全部EST-SSR的56．89％,其次是三核苷酸重复的占全部SSR的21．11％。AT、GAA是二核苷酸和三核苷酸中出现次数最多的重复基元类型,分别占28．89％和10．18％。     

鮸鱼EST 序列中微卫星标记的初步筛选及特征分析

为大规模发掘和利用Ⅰ型微卫星标记, 通过建立全长均一化cDNA 文库和随机序列测定, 对鱼鮸转录基因组进行较大规模的微卫星序列特征分析和初步筛选。研究从4609 条高质量ESTs 中筛选到382 条微卫星序列, 筛出率为8.29%, 平均每318 bp 的ESTs 中就有一段不小于14 bp 的微卫星序列。筛选到的微卫星全部在低拷贝区间, 且重复类型丰富, 其中, 二核苷酸和三核苷酸重复类型出现频率较高, 分别占微卫星总序列的37.43%和32.98%。这两种类型的微卫星序列占到所有微卫星序列数目的70.41%, 而每种重复类型中的优势拷贝类型又存在差异, 两核苷酸微卫星中AC 型含量最高, 达到75.4%; 三核苷酸重复的优势重复类型是A、G 组合的基元重复类型(AAG 和AGG), 占三核苷酸类型的44.75%。根据设计的45 对引物的多态检测, 在可以扩增的33 对引物中筛选到9 个多态位点, 多态位点的比例达到20%。这表明黑鮸EST-SSR 中的多态位点比较丰富, 适于进行大规模EST-SSR 多态标记的筛选。以上结果为近缘物种间的微卫星分布频率和丰度的比较、鮸鱼及近缘物种可用Ⅰ型微卫星标记开发等工作提供基础和分析平台。       

陆地棉EST长度多态性与其SSR分布特征相关性分析

目的:分析陆地棉EST长度多态性与其SSR分布特征的相关性。方法:从NCBI公共数据库下载陆地棉EST序列,应用SSRIT搜索SSR,分析20 000条无冗余的EST序列。结果:在剔除低质量和冗余的序列后,得到全长为7 363.878kb的无冗余EST序列7 322条,其中含有SSR位点的EST序列数520条,占被分析EST比例的2.60%。长度在400bp以下的EST序列含SSR的比例为1.46%;长度在400bp以上的EST序列含SSR的比例为8.94%。在1～6bp的重复基元中,二核苷酸重复基元的SSR重复频率最高,占总数的63.46%,其次是三核苷酸,占总数的34.04%。二核苷酸类型(AG)n、(AT)n和三核苷酸类型(AAG)n、(ACC)n、(ACT)n、(AAT)n是SSR的主要重复基元。结论:棉花EST-SSR可用于棉花分子标记,为有针对性设计陆地棉EST-SSR引物奠定基础。     

油菜简单重复序列SSR(simple sequence repeat)研究进展

简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)是重复单元少于6个核苷酸重复序列,广泛分布于动植物基因组中,呈孟德尔遗传,已被作为一种理想的共显性标记应用于动植物遗传研究中。本文重点介绍了SSR分类、特点,及近几年来油菜SSR标记的开发和SSR技术在油菜基因定位、品种鉴定中的应用,并对SSR标记在油菜中的应用进行了探讨。     

重复引物PCR技术在超大片段动态突变疾病基因检测中的应用进展

动态突变疾病是指基因编码区或非编码区发生核苷酸重复序列异常扩增所导致的一类遗传性疾病。发生于非翻译区的动态突变常常伴有超大片段重复序列,应用普通PCR法无法对该片段进行扩增,而传统的Southern blot等技术费时费力,无法应用于临床基因诊断。在此背景下,重复引物PCR技术应运而生。本文将分别阐述重复引物PCR技术在强直性肌营养不良症、Friedreich共济失调、脊髓小脑性共济失调10型及C9orf72基因突变引起的额颞叶痴呆或肌萎缩侧索硬化等疾病基因检测中的应用进展。     

水曲柳EST-SSRs位点信息分析

为使EST-SSRs分子标记技术在水曲柳辅助育种、基因定位、雌雄鉴定等研究中应用,本文对NCBI数据库中的12 100条水曲柳ESTs进行了分析,序列拼接得到全长为3.02×106bp的非冗余的5 423个ESTs聚类,利用在线软件SSRIT进行SSRs位点搜索,共检索出9 489个SSRs位点。EST-SSRs的长度从6~46 bp之间变化。二核苷酸重复在水曲柳中占主导地位(6 914个),占总SSRs的72.86%,其次是三核苷酸(24.96%)和四核苷酸(1.37%)。各种不同重复模式中出现最多的是(AG/CT)n(3 458次),占二核苷酸重复的50.01%,其次分别是(AC/GT)n(24.47%)和(AT/AT)n(24.23%)。利用Primer 5.0软件共设计了147对EST-SSRs引物。水曲柳ESTs中SSRs出现频率较高,类型丰富,这一研究结果提供了水曲柳EST-SSRs信息,使该分子标记技术在水曲柳研究中的进一步应用成为可能。     

八肋游仆虫一种富含三核苷酸重复序列的新基因GARP的克隆与序列分析

人类基因中三核苷酸重复序列拷贝数的异常扩增, 可导致多种神经系统疾病。一种富含GAA三核苷酸的GARP (glutamic acid-rich protein)基因从八肋游仆虫(Euplotes octocarinatus)大核文库中筛选获得。大核中该基因的染色体全长460 bp, 基因两端具有下毛类纤毛虫大核特有的端粒序列(C₄A₄C₄A₄C₄A₄C₄), 开放读框内含有一个TGA_(88-99)密码子, 在游仆虫中编码为半胱氨酸。经DNA Star 软件分析, 该基因编码的蛋白质由112个氨基酸组成, 预测其分子量为13 kDa, 等电点为3.82, 含有四个 [[alpha]] 螺旋和一个 [[beta]] 折叠。小核中对应的该基因含有两个内部删除序列, IES1 和IES2。IES1和IES2分别长41 bp, IES1以GA二核苷酸直接重复为删除信号, IES2以TA二核苷酸直接重复为删除信号。RT- PCR 证明该基因具有转录活性。     

串联重复序列在琴叶拟南芥基因组中的特征探究

串联重复序列广泛存在于真核生物的基因组中,它通过影响染色质的空间结构及基因表达从而影响生物的遗传与进化.本研究以琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)基因组为材料,分析了1～50 bp重复单元的串联重复序列特征.研究发现串联重复序列在基因的5'UTR和启动子区域密度最高(8757 bp/Mb,8430 bp/Mb),而编码区CDS的密度最低(2406 bp/Mb).基因组中重复模体最高的为单核苷酸重复的T/A碱基,5'UTR中包含大量的二核苷酸重复模体,而在CDS中主要是三核酸重复模体.串联重复序列特征在琴叶拟南芥基因组不同区域的差别,显示其与基因表达和调控功能相适应.本研究深入探讨了串联重复序列在植物基因组中的特征及作用,为重复序列调控基因表达及植物基因组进化提供借鉴.     

内源性逆转录病毒长末端重复序列在嗜酸性粒细胞增多症的基因表达及核苷酸序列分析

探索人内源性逆转录病毒长末端重复序列(LTR)基因及表达与嗜酸性粒细胞增多症发生的关系。PCR法检测嗜酸性粒细胞增多症患者外周血中内源性逆转录病毒长末端重复序列基因,RT-PCR法检测内源性逆转录病毒基因表达。变性高效液相分析和序列测定LTR片段核苷酸序列,对不同株基因序列作同源性的比较分析。PCR结果显示:20例嗜酸性粒细胞增多症患者细胞中均获得内源性逆转录病毒长末端重复序列扩增产物,嗜酸性粒细胞增多症组中长末端重复序列基因有高的表达,而正常人表达为阴性。与HERV-K家族LTR基因相应区域核苷酸序列比较;嗜酸性粒细胞增多组长末端重复序列U3、R、U5区同源性分析有核苷酸的改变,与淋巴瘤对照比较没有大片段的缺失。人类基因组中普遍存在逆转录病毒长末端重复序列。正常人和嗜酸性粒细胞增多症患者中长末端重复序列有不同程度核苷酸碱基的变异,但是,二者比较,这种改变与嗜酸性粒细胞的增多没有明显的相关性。在嗜酸性粒细胞增多症患者中有高的基因表达而正常人中没有可检出的病毒基因的表达,嗜酸粒细胞的增多可能与逆转录病毒基因表达水平有关,其诱导嗜酸粒细胞增多的机制需进一步的研究。     

懒猴高重复顺序DNA的核苷酸顺序分析及其与类α-DNA顺序的比较

为确知懒猴高重复顺序与灵长类类α顺序间的相互关系,我们将懒猴DNA经EcoRI酶切所得到的高重复顺序DNA的最小片段重组到质粒pUC~(12)上,经转化、筛选、鉴定得到含有懒猴高重复顺序片段的克隆,命名为pLS(EcoR Ⅰ)-1,测定其全部核苷酸顺序为641bp,发现该顺序有与类α顺序的相似性,但变异性较大,我们对此进行了讨论。     

刺猬高重复顺序DNA的分子克隆及核苷酸顺序分析

为了分析比较食虫目高重复顺序的结构特征,我们将食虫目动物刺猬的高重复顺序DNA进行了分离、纯化、分子克隆,并测出了1186bp的核苷酸顺序。经分析发现在碱基组成上它与食虫目另一动物臭鼩有许多相似之处,如:G-C碱基对与A-T碱基对在整个片段中分布很不均衡;片段内部含有许多连续多次重复的短片段等,很可能为食虫目动物所特有。     

PCR片段测序和基因分型两种方法对Kennedy遗传病的诊断

X连锁脊延髓肌萎缩症（SBMA）或肯尼迪病是一种成年人发病的神经变性疾病,以肌无力与慢性、进行性肌萎缩为特征. 通过PCR片段测序和基因分型法准确检测雄激素受体（AR）基因CAG复制数目,兄弟俩（来自同一个中国家庭）被确诊为隐性遗传性SBMA. 为了得到该中国家庭SMBA家系人员AR基因的CAG复制数目,我们采用了PCR片段测序和基因分型两种方法. 在该SMBA家系中有两个已发病的成年男性、未发病的年轻男性,及女性基因携带者. 两个已发病男性患者AR基因中CAG三核苷酸串重复数目分别是48和45. 以前的研究表明特定三核苷酸串重复数目的扩增可导致人类遗传性神经障碍疾病发病。我们的研究结果完全支持这一观点,SMBA中国家系的三核苷酸CAG拷贝数目检测结果表明,AR基因CAG扩增数目与SMBA发病相关. 关键词雄性激素受体; CAG多重三核苷酸重复; 肯尼迪病; 脊延髓肌萎缩症; X连锁     

甲型流感病毒HA基因的简单重复序列分布分析

以GenBank公开的甲型流感病毒亚型的血凝素(hemagglutinin,HA)核苷酸序列为材料,从简单重复序列(simple se-quence repeat,SSR)分布的分析角度出发,分析了来自于亚洲、非洲、北美洲、南美洲、欧洲、大洋洲的49个地区的76株甲流病毒的HA片段。分析表明:所分析序列的SSRs的分布都很相似,其中单碱基重复的相对丰度值和相对密度值均高于其它五种碱基重复的相对丰度值和相对密度值;甲流病毒HA片段的SSRs与HIV-1[16]基因中的SSRs相比,前者的相对丰度值和相对密度值高于后者。这些结果表明甲流病毒基因中的SSRs可能与甲流病毒的快速变异相关。     

二核苷酸重复多态性的非同位素检测及其在基因诊断中的应用

本文报道了一种检测二核苷酸重复多态性的简便的非同位素法,利用重复序列两侧的特异引物进行ＰＣＲ扩增,产生的等位片段在薄层变性聚丙烯酰胺凝胶电泳上分离,再用灵敏的银染法显色。该方法不需要标记ＰＣＲ产物,简便、快速,分辨率可达１ｂｐ,并可用多对引物同时进行多重ＰＣＲ分析。用此方法对ＤＭＤ家系成员ｄｙｓｔｒｏｐｈｉｎ基因的５＇－脑型外显子止游区和３＇－非翻译区的两个（ＣＡ）。位点进行了扩增片段长度多态性分