STR发展及应用课题.ppt

STR及其法医学应用 蔡福营 2007.2.8 一、 STR研究发展过程 人类基因组遗传标记发展过程 第一代遗传标记 RFLP 第二代遗传标记STR 第三代遗传标记SNP 用于个体识别的遗传标记的发展 法医学遗传标记的发展方向 提供更多信息的STR检测试剂盒（新的位点和其它生物学特征） miniSTR（迷你STR，长度较短，100bp左右） SNP（与个体特征相关如肤色、毛发等的单核苷酸多态性位点） 二、 STR生物学特征 STR，short tandem repeat,短串联重复序列，微卫星（microsatellite），SSR (simple sequence repeat) 结构特征：序列重复，分为简单重复（simple）和复杂重复（complex） 分布于基因之间 STR基因座命名原则 STR是重复单位长度为2-6核苷酸的重复DNA序列 Dinucleotide (CA)(CA)(CA)(CA) Trinucleotide (GCC)(GCC)(GCC) Tetranucleotide (AATG)(AATG)(AATG) Pentanucleotide (AGAAA)(AGAAA) Hexanucleotide (AGTACA)(AGTACA) STR在人类基因组中分布广泛 HGP带来更多STR认识 目前被鉴定出的4核苷酸重复超过20，000个(Collins et al. An exhaustive DNA micro-satellite map of the human genome using high performance computing. Genomics 2003;82:10-19) 整个基因组中STR数量可能超过100万！ (Ellegren H. Microsatellites: simple sequences with complex evolution. Nature Rev Genet 2004;5:435-445). STR占整个人类基因组序列的3％ (Lander et al. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature 2001;409:860-921). STR命名原则 国际法医血液遗传学会（International Society of Forensic Haemogenetics, ISFH）1994,1997年提出命名原则 DNA链的选择（编码区和非编码区） 主型选定和等位基因命名 经典STR检测分析方法 设计位点特异性的引物，用PCR方法扩增得到STR片段 电泳检测扩增产物长度，并与allelic ladder对比 检测方法：PAGE（银染）荧光标记（测序仪、遗传分析仪） 三、STR分型中经常遇到的现象 Stutter 影子带 不依赖模板的加A作用 Off ladder的微变化等位基因 三等位基因（Tri-allele） 无效等位基因（Null alleles） 遗传突变（Mutation） 影子带 stutter 通常比主带少一个重复单位，由于滑动复制引起（也可以见到多一个） 重复单位越大，stutter越低（2345） 重复长度越长，stutter越高 Stutter产量依次减小（主带－1－2） 导致混合样本分型困难 影子带的产生(图片改为gene8) 不依赖模板的加A作用 Taq polymerase具有不依赖于模板在扩增产物的3‘末端加一个核苷酸（通常是A）的性质。具有高保真性的Taq酶例外。 反向引物的5’端如果是G，可以增加加A的效率，也可以添加一个6核苷酸的tail PCR反应程序最后60度或72度保温15－45分钟 酶活力不够，可能导致加A效率低，出现双峰现象，（如：过量模板可能导致，体系中含有反应抑制物等） 过量模板可能导致加A不完全 Microvariant off ladder现象 三等位基因（Three-Peak Patterns） STRBase中的微变化和三基因案例 Null alleles（无效等位基因） 样本DNA中含有该等位基因，但是由于没有被扩增和检测到，由于引物结合部位发生突变导致。 能够导致杂合子表现为纯合子，影响了DNA数据库比对 不同引物体系检测同一样本可能得到不同结果 新的STR检测试剂盒在应用之前需要与已有产品进行大量的比对试验 Goldeneye16A 与Identifiler和PowerPlex16 比对目前没有发现这一现象 引物结合部位发生突变对扩增的影响 遗传突变 mutaiton 突变特点 突变普遍存在，发生在生殖细胞减数分裂过程中 突变率通常为1/1000减数分裂 父系突变