焦磷酸测序测定SNP的常见问题与解决方法

目的：探讨焦磷酸测序技术对单核苷酸多态性分型因测序图谱中存在的一些典型问题而导致分型结果不准确的解决方法。方法：以VKORC1基因1639 G〉A位点、CYP2C19基因636 G〉A位点及UGT1A1基因TA重复序列（TA）6〉（TA）7的多态性检测为例,分别采用优化PCR条件、改变测序时dNTP的加入顺序以及设立外标校正的方法来解决上述问题,从而提高焦测序对SNP分型的准确性。结果：通过升高PCR退火温度,可以显著提高VKORC1基因的扩增特异性,降低了测序图谱中非特异性信号峰强度;通过优化测序时dNTP的加入顺序,CYP2C19基因636 G〉A位点的准确分型结果可通过观察测序图谱中相关信号峰的有无而简单获得,避免了比较信号峰的相对强度;通过比较待测样本与已知基因型的外标样本的测序图谱来确定待测样本的基因型,提高了对UGT1A1基因TA重复序列（TA）6〉（TA）7多态性的分型准确性。结论：本文针对焦测序在测定SNP时的常见问题所提出的相应解决方法不仅简单、经济有效,而且在临床应用方面具有可靠性。     

SNP与基因检测及表达中的RCA技术

滚环扩增(rollingcircleamplification,RCA)技术是一种新的分子生物学检测方法。该方法不仅可以在体外等温条件下对核酸进行高度特异性的检测,而且还可通过线性或指数扩增来进行信号级联放大,其灵敏度能达到1个拷贝的核酸分子,因此,可用于痕量分子的检测。目前,滚环扩增技术广泛应用于全基因组DNA检测、核酸测序、单核苷酸多态性、DNA芯片及蛋白质芯片分析等领域。     

焦磷酸测序测定SNP的常见问题与解决方法

目的:探讨焦磷酸测序技术对单核苷酸多态性分型因测序图谱中存在的一些典型问题而导致分型结果不准确的解决方法。方法:以VKORC1基因1639 GA位点、CYP2C19基因636 GA位点及UGT1A1基因TA重复序列(TA)6(TA)7的多态性检测为例,分别采用优化PCR条件、改变测序时dNTP的加入顺序以及设立外标校正的方法来解决上述问题,从而提高焦测序对SNP分型的准确性。结果:通过升高PCR退火温度,可以显著提高VKORC1基因的扩增特异性,降低了测序图谱中非特异性信号峰强度;通过优化测序时dNTP的加入顺序,CYP2C19基因636 GA位点的准确分型结果可通过观察测序图谱中相关信号峰的有无而简单获得,避免了比较信号峰的相对强度;通过比较待测样本与已知基因型的外标样本的测序图谱来确定待测样本的基因型,提高了对UGT1A1基因TA重复序列(TA)6(TA)7多态性的分型准确性。结论:本文针对焦测序在测定SNP时的常见问题所提出的相应解决方法不仅简单、经济有效,而且在临床应用方面具有可靠性。     

UGT1A1基因多态性和肠道菌群紊乱与伊立替康化疗相关性腹泻的相关性

腹泻是伊立替康(Irinotecan,CPT-11)化疗最常见的不良反应之一,严重影响患者的生活质量和生存。研究表明,尿苷二磷酸葡醛酰转移酶1A1(UGT1A1)基因的多态性可能是影响CPT-11化疗后腹泻等不良反应的原因之一,其中UGT1A1*28是研究最为广泛的基因位点。另一方面,近年来有研究报道,CPT-11化疗后腹泻与肠道菌群紊乱有关,尤其与产β-葡萄糖醛酸酶(β-Glucuronidase)的细菌增多有关。本文就这两大方面对CPT-11化疗相关性腹泻的研究进展作一综述。     

应用寡核苷酸芯片并行检测CYP1A1和 GSTM1基因多态性

利用寡核苷酸芯片检测方法分析CYP1A1单核苷酸多态性 (SNP)和GSTM1缺失与否 ,实验结果证明了寡核苷酸芯片技术可并行、准确、高效地检测基因的单核苷酸多态性和其他类型的基因多态型 ,可为疾病遗传易感性及单体型的研究提供强有力的研究工具。采用该寡核苷酸芯片 ,检测了 84份正常人的血液DNA样本 ,其中GSTM1基因缺失率达到 4 7 6 % ,接近报道数值。统计分析发现 ,CYP1A1m1 m2的 3种基因型组合TT AG、TT GG和TC GG的发生频率都为 0 ,而根据实验得到的m1和m2各自基因型数据计算 ,它们的发生频率应是11 4 %、2 6 %和 3 1% ,所以推测在所检测的样本中没有T(m1位点 )和G(m2位点 )的连锁组合 ,即m1和m2位点的组合只有 3种单体型 :T A、C A和C G ,其发生频率分别是 6 9 6 %、7 7%和 2 2 6 %。     

重组flap核酸内切酶1的表达及活性测定方法的建立

Flap核酸内切酶1(Flap endonuclease 1,FEN1)是一种能催化核酸侵入反应的核酸内切酶,可应用于信号放大检测方法,但该酶详细的表达纯化工艺尚无报道,并且活性难以准确测定,限制了其应用。通过合成嗜热古球菌Archaeoglobus fulgidus来源的FEN1基因序列,构建了p ET24a(+)-FEN1-His重组质粒,并通过优化表达条件,得到了FEN1最优表达条件为:37℃、200 r/min振荡培养8 h后,加入诱导剂IPTG至终浓度为0.05 mmol/L,再于37℃、200 r/min诱导表达11 h,最终经镍亲和层析成功纯化得到了分子量约为38 k Da的重组FEN1。同时建立了基于荧光标记探针的FEN1活性测定方法,准确测定了重组FEN1的活性,为建立基于该酶的核酸检测方法提供了可靠的酶活力依据。最终将重组FEN1用于实时荧光PCR偶联高特异核酸侵入信号扩增法检测了乙醛脱氢酶2基因(aldh2)的基因型,得到了准确的分型结果,表明重组FEN1能用于基因多态性的分型检测中,为发展基于核酸侵入反应的核酸检测方法提供了可靠的工具酶。     

滚环扩增技术的原理及其应用的研究

滚环扩增是近年来发展起来的一种恒温核酸扩增方法。这种方法不仅可以直接扩增DNA和RNA,还可以实现对靶核酸的信号放大,灵敏度达到一个拷贝的核酸分子,因此,RCA技术在全基因组扩增、单核苷酸多态性、DNA芯片、蛋白质芯片等方面检测中具有很大的应用价值和潜力。     

连接酶介导的生物分子检测技术

连接酶可以催化寡核苷酸模板上2条单链在缺口处形成磷酸二酯键。这种在缺口处需要单核苷酸互补的化学反应特性催生了连接酶介导的生物分子检测技术。在过去20年中,该技术已成功应用于对已知或未知点突变、小片段核酸插入或缺失、DNA甲基化、大规模单核苷酸多态性(SNP)分型,蛋白质-蛋白质相互作用、蛋白质-DNA相互作用的检测以及分析。同时,连接反应通过整合进入其它生物技术,在生物分子检测中取得了更大的进展。这些新的方法经过多重杂交和酶学反应后,仍能保持很高的检测准确性,并为整个检测反应提供了内在的质量控制校核。以下综述了基于连接酶的生物分子检测技术。     

应用寡核苷酸芯片并行检测CYP1A和GSTM1基因多态性

利用寡核苷酸芯片检测方法分析CYP1A单核苷酸多态性(SNP)和GSTM1缺失与否,实验结果证明了寡核苷酸芯片技术可并行、准确、高效地检测基因的单核苷酸多态性和其他类型的基因多态型,可为疾病遗传易感性及单体型的研究提供强有力的研究工具。采用该寡核苷酸芯片,检测了84份正常人的血液DNA样本,其中GSTMl基因缺失率达到47．6％,接近报道数值。统计分析发现,CYP1A m1-m2的3种基因型组合TT-AG、TT-GG和TC-GG的发生频率都为0,而根据实验得到的m1和m2各自基因型数据计算,它们的发生频率应是11．4％、2．6％和3．1％,所以推测在所检测的样本中没有T(m1位点)和G(m2位点)的连锁组合,即m1和m2位点的组合只有3种单体型：T-A、C-A和C-G,其发生频率分别是69．6％、7．7％和22．6％。     

单核苷酸突变基因型PCR - SSP快速检测方法的建立

目的:探讨多样本、多基因的单核苷酸突变基因分型操作的PCR - SSP的最优参数,建立最佳反应体系.方法:优化PCR - SSP反应中扩增体系参数,选取优化后的参数做为反应体系;在反应体系已优化的条件下,分别优化解链温度、循环参数.结果:优化后Mg2+、dNTPs、Taq酶、序列特异性引物、内对照引物、DNA模板在20μL反应体系中的终浓度分别为:3.75 μmol/L、0.5m mol/L、2.5U、0.5μmol/L、0.2μmol/L、0.15μg;采用改良的TouchDown做为循环参数,其中DNA变性时间至15min,增加5个起始循环.结论:成功建立了PCR - SSP反应的快速操作体系,扩增条带清晰,普通、琼脂糖凝胶电泳即可检测单核苷酸突变基因型.优化后的体系适合对人、小鼠等各类型DNA样本进行快速多基因单核苷酸多态性分型.     

单核苷酸多态性检测方法研究进展

：单核苷酸多态性（singlenucleotidepolymorphism,SNP）是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异引起的一种DNA序列多态性。SNP作为第三代分子标记,具有数量多、分布广等特点,已成为人类后基因组时代的主要研究内容之一。单核苷酸多态性在医学研究、临床诊断、药物开发与合理用药、法医学、遗传学的发展方面具有重要意义。因此,建立高度自动化和高通量的SNP检测分析技术十分重要。各种SNP分型检测方法都由等位基因特异性的识别反应和等住基因识别产物的分析检测两个部分组成。本文系统的介绍了引物延伸反应、序列杂交反应、酶连接反应、酶切割反应、核酸链构象差异反应等SNP检测的等位基因特异性的识别原理,以及质谱、荧光共振和偏振信号、化学发光、毛细管电泳测序、生物传感器等分析检测手段,并简要介绍了相关识别原理和分析检测手段的优缺点及应用范围,并对SNP检测技术的发展进行了展望。     

应用SNPstream技术检测MASP2基因的多态性

目的：应用一种高通量单核苷酸多态性（SNP）检测方法——SNPstream技术检测甘露聚糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶-2（MASP2）基因的多态性。方法：收集北京汉族人群SARS病例96例和正常对照96例,用SNPstream技术检测样本的MASP2基因多态性,并用PCR产物直接测序技术对其中一个位点rs2273346进行分型,以验证SNPstream技术的准确性。结果：192例样本的MASP2基因rs2273346位点SNPstream技术分型结果与测序结果完全相符,2种方法的基因型分型结果具有很好的一致性。结论：SNPstream技术是高通量SNP检测的良好工具,准确性高,所需样本量低,在大规模人群SNP筛检中具有良好的发展前景。     

尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶基因UGT1A7基因多态性与肝硬化易感性关系的研究

目的:探讨UGT1A7基因多态性与肝硬化易感性之间的关系.方法:设置150例肝硬化汉族住院患者组与100例性别/年龄相匹配的志愿者对照组,采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性分析法(PCR-RFLP)检测肝硬化组与正常组中UGT1A7的基因多态性,并进行统计学分析.结果:肝硬化组中C2等位基因型与对照组相比明显升高,P＜0.001,差异有显著性意义.结论:肝硬化与UGT1A7基因相关,UGT1A7等位基因C2可能是肝硬化发生的危险因素.     

水稻单核苷酸多态性及其应用现状

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）在水稻中数量多,分布密度高,遗传稳定性高。水稻SNPs的发现方法主要有对样本DNA的PCR产物直接测序、从SSR区段检测SNPs和从基因组序列直接搜索等。目前已有多种基因分型技术运用到了水稻SNPs检测,SNPs检测的高度自动化使水稻SNPs基因分型非常方便。单核苷酸多态性在水稻遗传图谱的构建、基因克隆和功能基因组学研究、标记辅助选择育种、遗传资源分类及物种进化等方面的应用具有巨大潜力。     

双链探针实时荧光PCR核酸检测新技术研究*

目的:采用一种“双链探针”实时荧光PCR技术,提高HBV核酸检测灵敏度,并在同一反应管中实现代谢酶CYP2C19^*2基因型检测。方法:采用双链探针与TaqMan探针同时检测不同浓度HBV血清样本,使用上海宏石SLAN 96实时荧光PCR仪进行核酸Ct值检测和结果统计分析;采用双链探针检测代谢酶CYP2C19^*2不同基因型样本,使用上海宏石SLAN 96实时荧光PCR仪进行核酸Ct值检测和基因型确定。结果:不同浓度HBV血清样本检测,双链探针荧光本底低,检测灵敏度更高,与TaqMan探针检测结果相比,两者核酸检测Ct值存在显著性差异(P<0.05);双链探针检测36份样本的代谢酶CYP2C19^*2基因型,检测结果与Sanger测序结果完全一致。结论:双链探针实时荧光PCR检测技术可完成目的基因的高灵敏核酸检测,也可实现基因型分析。     

适用于降解样本的201个遗传标记检测体系的构建和验证

近年来,法医实践中复杂案件数量逐渐增多,需要联合使用短串联重复序列(short tandem repeat,STR)、单核苷酸多态性(single nu cleotide p olymorphis ms,SNP)、插入缺失多态性(insert ion/deletion p olymorphism,InDel)、微单倍型(microhaplotype,MH)等不同类型的遗传标记,为案件提供更多的参考信息。本研究筛选了24个常染色体STR(autosomes STR,A-STR)、24个Y染色体STR(Y-STR)、110个A-SNP、24个Y-SNP、9个A-InDel、1个Y-InDel、8个MH和Amelo genin共201个遗传标记,建立二代测序检测体系HID_AM Panel v1.0。根据DNA分析方法科学工作组(Scientific Working Group on DNA Analy sis M ethods,SWGDAM)的验证指南,对该体系的重复性、准确性、灵敏度、对降解样本的适用性、物种特异性、抗抑制性等指标进行评估。本体系分型结果与基于毛细管电...     

高灵敏焦测序结合生物发光分析仪检测甲型H1N1流感病毒

目的:建立基于核酸序列分析的快速、准确、低成本的甲型H1N1流感病毒检测方法。方法:通过优化焦测序反应体系中ATP硫酸化酶和荧光素酶的浓度,建立高灵敏的焦测序反应体系;将该体系应用于低成本、小型化的便携式生物发光分析仪,焦测序分析流感病毒M、NP、HA基因片段的核酸序列。结果:优化后的焦测序反应体系可检测低至10 fmol的DNA样本,检测灵敏度较传统焦测序提高了10倍以上。对两例样本进行检测,根据所测得的M、NP、HA基因特异性片段序列,可以确认其均为甲型H1N1感染;另外,对M2蛋白阻断剂耐药性标志位点(S31N突变)的测定结果显示该病毒存在S31N突变,为M2蛋白阻断剂耐药型。结论:高灵敏焦测序体系结合便携式生物发光分析仪成功实现了对甲型H1N1流感病毒快速、准确的低成本检测。     

A组轮状病毒可视化RT-LAMP方法的建立

【目的】建立一种利用颜色判定的快速、简单、灵敏度高的检测方法,即可视化的逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)方法,并应用于人A组轮状病毒的基因检测。【方法】针对A组轮状病毒VP6基因的6个保守区域设计4条特异性引物,在64 °C恒温条件下进行核酸扩增反应1 h,在扩增前加入染料钙黄绿素(Calcein)作为反应指示剂,以钙黄绿素的颜色变化作为结果判定标准。评价该方法的特异性和灵敏度,并同时利用RT-LAMP和RT-PCR两种方法对90份临床腹泻样本中的病毒核酸进行检测。【结果】RT-LAMP方法特异性较高,灵敏度可以达到103 copies/μL RNA分子水平,比RT-PCR高出100倍。对临床标本的检出率与RT-PCR方法相当。【结论】建立的RT-LAMP法灵敏度较高,特异性强,节省时间,结果可视化,具有野外检测和现场快速检测的潜力。     

CYP2C19基因多态性PCR扩增体系的正交优化与验证

本实验通过建立CYP2C19*2、*3和*17基因多态性PCR反应体系和条件,筛选出4μL体系中各因素最佳水平。采用SNaPshot技术对CYP2C19基因3个SNP位点*2、*3和*17同时进行复合扩增检测,利用L9(34)正交实验设计,对影响PCR反应体系和条件的3个因素(PCR Mix, Taq DNA聚合酶,循环次数)在3个水平上进行优化,结果采用综合评分法和极差分析法进行分析。用3组已知样本对正交优化所得条件进行重复性和稳定性验证。结果表明CYP2C19*2、*3和*17基因PCR扩增体系的影响因素依次为:PCR Mix>循环数>Taq DNA聚合酶。最佳反应体系为PCR Mix 2.0μL、Taq DNA聚合酶0.2μL、循环次数32次。3组样本验证效果满意。优化的CYP2C19*2、*3和*17基因PCR反应体系稳定性高,重复性和经济性较好,为该基因多态性的大规模调查奠定了基础。     

染色质架构蛋白CTCF调控UGT1基因簇的表达

尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UDP-glucuronosyltransferase,UGT)是一类重要的Ⅱ相药物代谢酶,通过葡萄糖醛酸接合反应代谢大量内外源小分子化合物,对机体维持内部动态平衡具有重要意义。UGT基因突变或表达异常会造成高胆红素血症等多种疾病、影响药物疗效或减弱代谢药物能力,因此探索UGT表达调控机制将会为人类疾病的预防和个体化医疗以及精准医学提供科学依据。脊椎动物UGT分为UGT1和UGT2两个亚家族,UGT1基因簇结构与原钙粘蛋白(protocadherin,Pcdh)、免疫球蛋白或B细胞受体(immunoglobulinor B-cell receptor)、T细胞受体(T-cell receptor)基因簇类似,但与UGT2结构不同,分为可变区和恒定区,可变区包含成串排列的外显子,任意一个外显子都可以被可变剪接到下游同一套恒定区外显子上,形成9种UGT1信使RNA并翻译成不同UGT1葡醛酸转移酶亚型。本实验室前期工作发现,染色质架构蛋白CTCF结合DNA的方向性在染色质三维结构构建中发挥重要作用。基于此,为了进一步解析UGT1复杂基因簇的三维转录调控机制,本研究分析和比较了人和小鼠UGT1基因簇的CTCF结合位点(CTCF binding site, CBS)的方向性分布,发现人和小鼠的UGT1基因簇中CBS分布差异很大。以人肺癌细胞系A549为模型,通过RNAi敲低细胞中CTCF和SMC3(cohesin亚基),证明了CTCF和cohesin蛋白参与调控人UGT1基因簇的转录表达。进一步采用CRISPR介导的DNA片段编辑技术对hCBS1进行了原位反转(insituinversion)和删除,并通过RNA-seq分析技术发现hCBS1删除能够显著降低UGT1A6、UGT1A7和UGT1A9的表达水平,然而hCBS1反转仅仅显著降低UGT1A7的表达水平。上述研究表明hCBS1参与UGT1A6、UGT1A7和UGT1A9的转录调节,是人UGT1基因簇的潜在转录调控元件。本研究为未来进一步探索UGT1基因簇的三维基因转录调控机制提供了实验基础。