專利名稱：Y-str的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于生物科學(xué)研究和臨床分子診斷，具體涉及一種Y-STR (Y染色體短串聯(lián)重復(fù)序列)的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
人類基因組包括由22對(duì)常染色體和I對(duì)性染色體組成的核基因組和細(xì)胞質(zhì)里以線粒體DNA組成的質(zhì) 基因組。人類的遺傳信息絕大部分是從父母雙方遺傳而來，在每一代都會(huì)經(jīng)歷基因重組的過程，但基因組中有兩段DNA是例外，代表母系遺傳的線粒體DNA和代表父系遺傳的Y染色體，它們只從父母的一方遺傳，很少發(fā)生重組。這樣就如實(shí)的記錄了不同時(shí)期的遺傳突變情況，是很好的歷史記錄者。這是人類起源進(jìn)化，民族遺傳差異，個(gè)體遺傳關(guān)系等方面研究的重要工具。在基因組序列里面，到處可以找到很多不同的遺傳多態(tài)性標(biāo)記，如RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism,限制性內(nèi)切酶片段長(zhǎng)度多態(tài)性)、STR(short tandem repeat,短串聯(lián)重復(fù)序列、微衛(wèi)星 DNA)、SNP (single nucleotidepolymorphism,單核苷酸多態(tài)性)。作為第二代遺傳標(biāo)記的STR，因個(gè)體間DNA片段長(zhǎng)度或DNA序列差異而成高度多態(tài)性，STR由2-6個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成核心序列，串聯(lián)重復(fù)排列。STR具有重復(fù)序列短，突變率高，擴(kuò)增效率好，分型準(zhǔn)確等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)個(gè)體識(shí)別和親子鑒定等領(lǐng)域。STR根據(jù)其序列結(jié)構(gòu)可分為兩類簡(jiǎn)單STR和復(fù)雜STR。簡(jiǎn)單STR是有單一的核心重復(fù)序列；復(fù)雜的STR序列中含有兩種以上不同的核心重復(fù)序列。一種核心序列的重復(fù)可能被另外一種重復(fù)序列所打斷、對(duì)于簡(jiǎn)單STR，不同個(gè)體間的差異主要來源于單一核心序列重復(fù)次數(shù)的差別；對(duì)于復(fù)雜STR，差異主要來源于最長(zhǎng)的核心重復(fù)序列重復(fù)次數(shù)的差另1J。1921年，Painter利用光學(xué)顯微鏡首次發(fā)現(xiàn)了人類細(xì)胞存在男性特有的Y染色體，Y染色體上含約519萬KB的核苷酸，其中95%為非重組區(qū)域(NRY :NonrecombiningPortion of the Y Chromosome),目前在Y染色體上被克隆出來的基因有200多個(gè)。處于Y染色體非重組區(qū)的遺傳多態(tài)位點(diǎn)，構(gòu)成了整個(gè)基因組范圍內(nèi)信息量最大而且最穩(wěn)定的單倍型，它在男性基因組中的恒定位置使其可以反映男性個(gè)人之間獨(dú)特的遺傳進(jìn)化關(guān)系，是進(jìn)行人類親緣關(guān)系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的最有力工具。Y染色體的遺傳多態(tài)性的研究?jī)?yōu)勢(shì)有①只在父親和兒子間傳遞，嚴(yán)格的父系遺傳；②人類Y_DNA大約60M堿基對(duì)，信息量大，其中95%為非重組區(qū)域(NRY)，不受重組干擾，突變成為Y_DNA改變的唯一因素，使得按年代先后發(fā)生的各種穩(wěn)定的單倍型得以保存和進(jìn)化，能夠構(gòu)建出很清楚的Y_DNA的譜系樹；③對(duì)遺傳漂變較敏感，Y染色體有效群體大小較小，NRY具有較低的群體內(nèi)多態(tài)性和較高的群體間變異，易產(chǎn)生人群特異性的單倍型。并其分布方式具有極高的地理特異性；④Y染色體NRY發(fā)生回復(fù)、平行突變的概率非常低，增加了 Y_DNA譜系樹的可靠性；⑤SNP突變率相對(duì)穩(wěn)定，能夠很好的區(qū)分群體間親緣關(guān)系，STR的突變率高，能夠很好區(qū)分近代人群個(gè)體之間的親緣關(guān)系。利用Y染色體上穩(wěn)定遺傳的SNP，可以構(gòu)建出個(gè)體之間或者家族之間明確的遺傳淵源。SNP有穩(wěn)定的突變速率(大約10_9)，統(tǒng)計(jì)出不同單倍型的Y染色體之間的突變差異數(shù)，將差異數(shù)除以速率，經(jīng)過換算就可以估計(jì)兩條Y染色體之間的分化時(shí)間。由于SNP的突變率實(shí)在太低，只能在時(shí)間大尺度上區(qū)分人群之間的遺傳親緣關(guān)系，STR的突變率比SNP的高很多。STR的突變是雙向的，拷貝數(shù)可以增加或者減少。所以同一個(gè)祖先不同個(gè)體的同一 STR位點(diǎn)，可能有不同的突變方向和重復(fù)數(shù)。數(shù)個(gè)不同的STR也可以構(gòu)成單倍型。根據(jù)現(xiàn)在通用的single-step突變模型，其假設(shè)為一個(gè)STR每次突變都只增加或者減少一個(gè)重復(fù)單元，且群體有著恒定的有效群體大小。t = Ne ln(l-V/Ne u)其中Ne是有效群體大小，u為突變率，In是自然對(duì)數(shù)，V是觀察到的群體中的某一 STR數(shù)值的方差，計(jì)算得到的t 是經(jīng)歷的時(shí)代數(shù)，再乘以每代的年數(shù)就可以估算到時(shí)間。比如Heyer et al通過家系研究得到Y(jié)-STR的突變率為2. 1*10_3每個(gè)位點(diǎn)每代，Holtkemper U，et al通過家系研究得到 Y-STR的突變率大約為4. 0*10_3每個(gè)位點(diǎn)每代，根據(jù)大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道Y-STR的突變率約為 3. 4*10_3每個(gè)位點(diǎn)每代。只要檢測(cè)到的Y-STR數(shù)量足夠多，幾乎每個(gè)人都可以構(gòu)成獨(dú)特的單倍型。這樣就能夠清晰的構(gòu)建近代人群個(gè)體間的親緣關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在的問題在于目前常用的 STR 位點(diǎn)比較少，常用的有 DYS19、DYS388、DYS389I、DYS389II、DYS390、DYS391、DYS392、 DYS393、DYS425、DYS426、DYS434、DYS435、DYS436、DYS437、DYS438、DYS439，并且這些 Y-STR 的普遍突變率偏低，很難深入全面地反映人群中個(gè)體之間的遺傳親緣關(guān)系，篩選并獲得大量高突變率的Y-STR用于人類起源、進(jìn)化、族群、個(gè)體之間的遺傳關(guān)系研究非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決目前Y-STR位點(diǎn)少、突變率低、難以深入全面地反映人群中個(gè)體之間遺傳親緣關(guān)系的技術(shù)問題，提供篩選出的高突變率的36個(gè)新Y-STR位點(diǎn)的應(yīng)用，用于有效地進(jìn)行個(gè)體鑒定。此外，還需要提供一種用于個(gè)體鑒定的檢測(cè)試劑盒和檢測(cè)方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種Y-STR的應(yīng)用，用于個(gè)體鑒定，所述Y-STR選自 DYGl DYG36中的任意一個(gè)或任意兩個(gè)以上組合。所述個(gè)體鑒定包括法醫(yī)鑒定、親子鑒定、迷失兒童判認(rèn)、或海外華僑歸國(guó)尋根。在本發(fā)明的另一方面，還提供了一種Y-STR的應(yīng)用，用于姓氏的起源、中國(guó)現(xiàn)代人類起源及遷徙路線的分析，所述Y-STR選自DYGl DYG36中的任意一個(gè)或任意兩個(gè)以上組
合 o在本發(fā)明的另一方面，還提供了一種用于個(gè)體鑒定的檢測(cè)試劑盒，包含DYGl DYG36中至少一個(gè)Y-STR的特異性引物對(duì)。優(yōu)選的，所述檢測(cè)試劑盒包含DYGl DYG36所示Y-STR的特異性引物對(duì)。在本發(fā)明的另一方面，還提供了一種個(gè)體鑒定的檢測(cè)方法，包括以下步驟擴(kuò)增DYGl DYG36中至少一個(gè)Y-STR的序列。
優(yōu)選的，所述檢測(cè)方法擴(kuò)增DYGl DYG36所示Y-STR的序列。優(yōu)選的，所述擴(kuò)增為PCR擴(kuò)增。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)如下I.篩選出的36個(gè)Y-STR新位點(diǎn)，豐富了 Y染色體分子研究的工具。2.新發(fā)現(xiàn)的36個(gè)Y-STR位點(diǎn)有很高區(qū)分度，有的達(dá)到0. 85，所有位點(diǎn)的整體區(qū)分度達(dá)0. 997，比之前常用的十多個(gè)Y-STR的區(qū)分度有明顯提高，在實(shí)際的個(gè)體鑒定檢測(cè)中，分辨率也明顯提高。其將有效應(yīng)用于法醫(yī)鑒定，親子鑒定，迷失兒童判認(rèn)，海外華僑歸國(guó)尋根，姓氏的起源，中國(guó)現(xiàn)代人類起源及遷徙路線等實(shí)際問題。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是本發(fā)明實(shí)施例I的36個(gè)Y-STR的區(qū)分度圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明篩選出36個(gè)高密度、高突變率的新Y-STR位點(diǎn)，在法醫(yī)鑒定，親子鑒定，迷失兒童判認(rèn)，海外華僑歸國(guó)尋根等個(gè)體鑒定中具有很高的應(yīng)用價(jià)值，并為姓氏的起源、中國(guó)現(xiàn)代人類起源及遷徙路線、個(gè)體之間遺傳關(guān)系等實(shí)際問題的研究提供切實(shí)可行的理論依據(jù)和實(shí)際借鑒。實(shí)施例I篩選出36個(gè)新的Y-STR位點(diǎn)I. Y-STR 的預(yù)測(cè)(I)生物公共數(shù)據(jù)庫(kù)查閱整理STR信息，獲得NCBI有報(bào)道DYS標(biāo)記的STR信息201個(gè)(截止到2011-11)；(2)生物信息學(xué)預(yù)測(cè)STR，得到重復(fù)單元重復(fù)10次以上的Y-STR位點(diǎn)128個(gè)；(3)比較這些STR位點(diǎn)在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中三個(gè)基因組(refercese、HuRef、Celera)中的重復(fù)次數(shù)，獲得重復(fù)數(shù)差異大的STR位點(diǎn)信息；(4)結(jié)合文獻(xiàn)、生物數(shù)據(jù)庫(kù)及生物信息學(xué)預(yù)測(cè)，根據(jù)實(shí)際Y-STR的序列特征，去掉已經(jīng)報(bào)道的有DYS號(hào)的位點(diǎn)，篩選出103個(gè)生物信息學(xué)預(yù)測(cè)的Y-STR，其命名為按照在Y染色體上所在位置的大小分別命名為S1，S2……S128，S128。最后篩選出來的36個(gè)新Y-STR位點(diǎn)命名為DYGI……DYG36。2. Y-STR 的檢測(cè)篩選出來的103個(gè)Y-STR采用最經(jīng)典的多重?zé)晒釶CR技術(shù)檢測(cè)其雜合度，篩選出高雜合度的Y-STR位點(diǎn)。(I)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作說明利用熒光標(biāo)記擴(kuò)增產(chǎn)物長(zhǎng)度多態(tài)分析方法檢測(cè)Y-STR位點(diǎn)，引物設(shè)計(jì)采用primer3軟件，設(shè)計(jì)時(shí)盡量避開目前數(shù)據(jù)庫(kù)中已知的SNP多態(tài)位點(diǎn)和高度重復(fù)序列區(qū)域等特殊序列。PCR產(chǎn)物稀釋后取少量與內(nèi)標(biāo)標(biāo)記混勻后直接上ABI3130xl進(jìn)行毛細(xì)管電泳，數(shù)據(jù)文件用 Gene_Mapper4. 0 (Appliedbiosystems)來分析。(2)篩選樣本首先采用48個(gè)全球樣本篩選。48個(gè)全球樣本包括3個(gè)美洲印第安人樣本，4個(gè)北歐人樣本，6個(gè)白人樣本(包括2個(gè)美洲白人，2個(gè)歐洲白人，2個(gè)澳洲白人)，6個(gè)非洲人樣本，4個(gè)太平洋島國(guó)人樣本，25個(gè)中國(guó)各地人樣本；其次擴(kuò)大中國(guó)人群的篩選樣本(3)具體實(shí)驗(yàn)操作步驟I) DNA樣本取I ii 1，I %瓊脂糖電泳對(duì)其樣本進(jìn)行質(zhì)量檢查以及濃度估計(jì)，然后根據(jù)估計(jì)的濃度將樣本稀釋到工作濃度5-lOng/iU。稀釋好后混勻備用。2) PCR 反應(yīng)PCR 體系(20 ii I)配置
權(quán)利要求
1.ー種Y-STR的應(yīng)用，其特征在于，用于個(gè)體鑒定，所述Y-STR選自DYGl DYG36中的任意ー個(gè)或任意兩個(gè)以上組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Y-STR的應(yīng)用，其特征在于，所述個(gè)體鑒定包括法醫(yī)鑒定、親子鑒定、迷失兒童判認(rèn)、或海外華僑歸國(guó)尋根。
3.—種Y-STR的應(yīng)用，其特征在于，用于姓氏的起源、中國(guó)現(xiàn)代人類起源及遷徙路線的分析，所述Y-STR選自DYGl DYG36中的任意ー個(gè)或任意兩個(gè)以上組合。
4.ー種用于個(gè)體鑒定的檢測(cè)試劑盒，其特征在于，包含DYGl DYG36中至少ー個(gè)Y-STR的特異性引物對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測(cè)試劑盒，其特征在于，包含DYGl DYG36所示Y-STR的特異性引物對(duì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測(cè)試劑盒，其特征在于，所述個(gè)體鑒定包括法醫(yī)鑒定、親子鑒定、迷失兒童判認(rèn)、或海外華僑歸國(guó)尋根。
7.—種個(gè)體鑒定的檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟 擴(kuò)增DYGl DYG36中至少ー個(gè)Y-STR的序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測(cè)方法，其特征在于，擴(kuò)增DYGl DYG36所示Y-STR的序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述擴(kuò)增為PCR擴(kuò)增。
全文摘要
本發(fā)明公開一種Y-STR的應(yīng)用，用于個(gè)體鑒定，所述Y-STR選自DYG1～DYG36中的任意一個(gè)或任意兩個(gè)以上組合。本發(fā)明還公開了一種用于個(gè)體鑒定的檢測(cè)試劑盒和檢測(cè)方法。本發(fā)明將篩選出的高突變率的36個(gè)新Y-STR位點(diǎn)有效應(yīng)用于個(gè)體鑒定，分辨率和精確度顯著提高。
文檔編號(hào)C12Q1/68GK102618630SQ20111042886
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者姜正文, 彭冬鉑, 李才華 申請(qǐng)人:上海天昊生物科技有限公司