醫(yī)學遺傳學精品課件 單基因病致病基因的鑒定

1、1 第十章第十章 單基因病致病基因的鑒定單基因病致病基因的鑒定 南方醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學院醫(yī)學遺傳學教研室南方醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學院醫(yī)學遺傳學教研室 商璇商璇 副教授，教學秘書，副教授，教學秘書， ， 2 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容: : o功能克隆功能克隆 o定位克隆定位克隆 o基于高通量測序技術(shù)的致基于高通量測序技術(shù)的致 病基因的鑒定病基因的鑒定 3 功能克?。汗δ芸寺。簭牡鞍踪|(zhì)著手進行基因克隆的策略。從蛋白質(zhì)著手進行基因克隆的策略。 定位克隆定位克隆：在蛋白質(zhì)產(chǎn)物未知的情況下進行基因克隆的在蛋白質(zhì)產(chǎn)物未知的情況下進行基因克隆的 策略。策略。 蛋白蛋白 酶消化、分離酶消化、分離 氨基酸序列測定氨基酸

2、序列測定 設(shè)計合成寡核苷酸設(shè)計合成寡核苷酸 篩選篩選cDNAcDNA文庫文庫 不同多肽片段不同多肽片段 家系資料家系資料 連鎖分析連鎖分析 獲得差異片段獲得差異片段 染色體異常染色體異常 篩選篩選cDNAcDNA文庫文庫 克隆全長基因克隆全長基因 精細定位精細定位 消減克隆消減克隆 第一節(jié)第一節(jié) 功能克隆功能克隆 4 o 通過基因的功能（編碼蛋白）而不依賴定 位的信息來分離基因的策略 o 第一個疾病致病基因通過此策略發(fā)現(xiàn) o 范例：鐮狀細胞貧血的-珠蛋白基因 苯丙酮尿癥的苯丙氨酸羥化酶基因 流程示意圖 5 6 F F因子基因的功能克隆因子基因的功能克隆 功能克隆是從功能克隆是從蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)著手

3、進行基因克隆的策略。著手進行基因克隆的策略。 因子因子 多肽多肽 不同多肽片段不同多肽片段 蛋白酶消化蛋白酶消化分離分離 氨基酸序列測定氨基酸序列測定設(shè)計合成寡核苷酸設(shè)計合成寡核苷酸 篩選篩選cDNA文庫文庫 第二節(jié)第二節(jié) 定位克隆定位克隆 7 o 基于染色體異常的基因定位 o 連鎖分析 o 確定致病基因 8 基于染色體異常的基因定位基于染色體異常的基因定位 9 連鎖分析連鎖分析 10 確定致病基因確定致病基因 o突變篩查：在家系中該突變與表型共分離是最主要的證據(jù) o表型拯救：有些導致疾病的突變通常引起基因功能的喪失，而 且其表型是可逆的。如果從一個患者的細胞中能夠發(fā)現(xiàn)基因突 變的表型，我們就

4、可以檢測轉(zhuǎn)染了候選基因野生型等位基因的 表達載體是否能夠“拯救”突變并恢復正常的表型 o建立疾病的小鼠模型：如果能夠在某一家系中確定一個致病基 因，但又無法利用更多的無關(guān)患者來驗證，通過構(gòu)建小鼠模型 來驗證。對于功能喪失性突變導致的表型可以通過制作基因敲 除（knock-out）小鼠。對于功能獲得性突變導致的表型或者 突變效應(yīng)不清楚的表型，可以制作突變基因敲入（knock-in） 模型 11 第三節(jié)第三節(jié)基于高通量測序技術(shù)的基于高通量測序技術(shù)的 致病基因的鑒定致病基因的鑒定 12 o 2005年問世的高通量測序技術(shù)是測序技術(shù)發(fā)展 歷程的一個里程碑，使得疾病的研究策略發(fā)生 了重大轉(zhuǎn)變。 o 高通量測序技術(shù)的突出優(yōu)勢是測序速度快和測 序成本大幅度降低。 NGSNGS技術(shù)策略技術(shù)策略 o 全基因組測序 o 全外顯子組測序 o 目標區(qū)域測序 o 疾病相關(guān)基因平行測序 13 NGSNGS技術(shù)在單基因遺傳病致病基因鑒定中的策略技術(shù)在單基因遺傳病致病基因鑒定中的策略 o 基于序列捕獲技術(shù)，研究者可以在全基因組篩選的基礎(chǔ) 上對特定區(qū)域進行更深層次的研究 o 由于目標區(qū)域縮小，在獲得足量目標區(qū)域基因變異信息 的前提下，樣品的測序成