云南人群17個(gè)sr基因座的遺傳進(jìn)化分析

云南人群17個(gè)sr基因座的遺傳進(jìn)化分析

str-key是人類遺傳的重要遺產(chǎn)，也是以往法醫(yī)證據(jù)鑒定中使用最廣泛的遺傳標(biāo)記。STR基因座的突變現(xiàn)象近年來(lái)已引起廣泛關(guān)注,美國(guó)血庫(kù)協(xié)會(huì)(AABB)2008年報(bào)道的父源突變率在0.007%~0.371%,國(guó)內(nèi)報(bào)道的突變率在0.008%~0.344%。本研究通過(guò)對(duì)云南1483例親子鑒定結(jié)論為“肯定”的案例進(jìn)行STR基因座突變的觀察,分析突變的現(xiàn)象及規(guī)律。1材料和方法1.1樣本1483例來(lái)源于本實(shí)驗(yàn)室日常檢案、親子鑒定結(jié)論為“肯定”的家系樣本,均為云南健康無(wú)關(guān)個(gè)體。1.2提取的dna采用Chelex-100法提取血樣DNA。1.3ssf1、ssf1po擴(kuò)增采用PowerPlexue3eb18D試劑盒(美國(guó)Promega公司),并對(duì)D3S1358、TH01、D21S11、D18S51、PentaE、D5S818、D13S317、D7S820、D16S539、CSF1PO、PentaD、vWA、D8S1179、TPOX、FGA、D19S433、D2S133817個(gè)STR基因座以及1個(gè)性別基因座Amelogenin進(jìn)行復(fù)合擴(kuò)增。擴(kuò)增產(chǎn)物在310遺傳分析儀上進(jìn)行毛細(xì)管電泳分型,用GeneMapper軟件對(duì)STR基因座等位基因進(jìn)行分型。1.4突變基因的等位基因按照文獻(xiàn)[10-12]的方法判斷突變來(lái)源。在雙親的等位基因中,以距突變成的新等位基因步數(shù)相差最小的等位基因?yàn)榘l(fā)生突變的等位基因;若相差的步數(shù)相同,則以結(jié)構(gòu)相似的等位基因作為突變基因;若步數(shù)相同,結(jié)構(gòu)相似,則判為來(lái)源不明。存在突變的STR基因座中如果有1個(gè)基因座違反遺傳規(guī)律,且均為一步突變,即親代的等位基因型與子代等位基因型表現(xiàn)為核心重復(fù)序列的增加或減少,本研究以+1、-1表示。2結(jié)果2.1str基因座突變檢測(cè)1483例親子鑒定結(jié)論為“肯定”的案例中,雙親三聯(lián)體親子鑒定有1047例,單親二聯(lián)體親子鑒定有436例,總共觀察到2530次減數(shù)分裂。1483例中,共發(fā)現(xiàn)24例案例有1個(gè)STR基因座突變,三聯(lián)體和二聯(lián)體鑒定分別為15和9例。在17個(gè)STR基因座中觀察到11個(gè)基因座存在突變現(xiàn)象(表1),CSF1PO基因座的突變率最高,為0.237%,而D7S820、D16S539、PentaD、TPOX、D19S433、D2S1338基因座未觀察到突變事件。2.2基因座突變種類觀察并比較同一家系突變基因座的等位基因型,發(fā)現(xiàn)24例突變均為一步突變(表1),其中16例基因座(子代)突變?yōu)樵黾右粋€(gè)核心重復(fù)序列,8例基因座(子代)突變?yōu)闇p少一個(gè)核心重復(fù)序列。2.3%是速度共同的區(qū)域,占總?cè)藬?shù)的84.6%在觀察到的24例突變中,22例來(lái)源于父系,占91.6%;2例來(lái)源于母系,占8.4%,父系來(lái)源突變與母系來(lái)源突變的比例為10∶1,父母差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z檢驗(yàn),P<0.001)。3討論3.1親權(quán)鑒定親權(quán)鑒定STR基因座的多態(tài)性程度越高,其突變率也相應(yīng)增加。通常親權(quán)鑒定遺傳標(biāo)記的突變率應(yīng)低于0.2%,因此突變率高的基因座不適用于親權(quán)鑒定。本研究采用PowerPlexue3eb18D試劑盒,以云南人群1483例親子鑒定結(jié)論為“肯定”的案例為研究對(duì)象,在2530次減數(shù)分裂中,有11個(gè)STR基因座上發(fā)現(xiàn)了24次突變現(xiàn)象,其中CSF1PO基因座的突變率最高,為0.237%,而D7S820、D16S539、PentaD、TPOX、D19S433、D2S1338基因座未觀察到突變事件。3.2逐步突變模式目前多數(shù)學(xué)者認(rèn)為STR等位基因是按照逐步突變模式發(fā)生突變,即絕大多數(shù)STR基因座的突變是完整重復(fù)單位的增加或減少,主要是單個(gè)重復(fù)單位的增減,兩個(gè)或更多個(gè)重復(fù)單位的改變少見(jiàn)。步數(shù)越多,發(fā)生突變的機(jī)會(huì)就越小,多步突變是通過(guò)逐步突變形成的。本研究結(jié)果符合逐步突變模式,24例均為一步突變,占總數(shù)的100%。一步突變發(fā)生率明顯比其他突變高,這與文獻(xiàn)[3，7，12]結(jié)果相一致。本研究還發(fā)現(xiàn)基因座突變核心序列增加的概率略高于減少的概率,但對(duì)于每個(gè)基因座,增加或減少核心重復(fù)序列以及出現(xiàn)無(wú)法判斷的概率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3.3男性精母細(xì)胞需要的分裂次數(shù)數(shù)量的變化本研究顯示來(lái)自父系和母系來(lái)源的突變比例為10∶1,具有明顯性別差異(P<0.001),這與相關(guān)文獻(xiàn)[3，7]觀察到的結(jié)果相符合。原因是男性精母細(xì)胞逐步分裂成精子的過(guò)程中,細(xì)胞需要的分裂次數(shù)比女性配子細(xì)胞成熟需要的次數(shù)要多得多。有文獻(xiàn)稱28歲的女性細(xì)胞分裂次數(shù)大概是男性的1/28。DNA復(fù)制的次數(shù)男性比女性多,突變發(fā)生在男性的概率也更大。3.4復(fù)制滑鏈錯(cuò)配的ssr基因座目前多數(shù)學(xué)者接受STR基因座發(fā)生突變的機(jī)制是復(fù)制滑動(dòng)或復(fù)制滑鏈錯(cuò)配,即在DNA復(fù)制的過(guò)程中,新生鏈和模板鏈分離時(shí),在STR基因座的重復(fù)區(qū)域發(fā)生堿基錯(cuò)配形成一個(gè)或數(shù)個(gè)重復(fù)區(qū)域的環(huán)狀結(jié)構(gòu),繼而出現(xiàn)新生鏈比模板鏈延長(zhǎng)或縮短,表現(xiàn)為增加或減少1個(gè)(或數(shù)個(gè))重復(fù)單位[8，10]。復(fù)制滑鏈錯(cuò)配通常發(fā)生在重復(fù)次數(shù)較多、串聯(lián)排列的正向重復(fù)序列中,故其突變率較大。本研究的突變基因座均可用