本发明涉及染色体亚端粒区拷贝数检测,尤其涉及一种插入缺失多态性遗传标记在检测人染色体亚端粒区拷贝数中的应用、以及检测人染色体亚端粒区拷贝数的试剂组与方法。
背景技术:
1、近年来,随着分子遗传学和基因组学的发展,人们对染色体结构变异,尤其是染色体亚端粒区域的拷贝数变异(cnvs)给予了越来越多的关注。染色体亚端粒区的拷贝数异常,即拷贝数增加或减少,与多种遗传性疾病的发生和发展密切相关,包括但不限于神经系统疾病、发育迟缓、智力障碍等。这类变异往往难以通过传统的遗传学方法检测,因为它们位于基因组的复杂区域,且可能涉及到大片段的dna重复或缺失。
2、插入/缺失多态性(insertion/deletion polymorphisms,indels)作为一种常见的遗传变异形式,在人类基因组中广泛分布,平均7.2kb就有一个indel位点。indels不仅具有较高的遗传多态性,而且其稳定性好,种属特异性强,是理想的遗传标记。indel位点在法医学、医学遗传学、疾病关联研究等多个领域有着广泛的应用前景,尤其是在染色体亚端粒区拷贝数变异的检测中,显示出其独特的优势。
3、目前,拷贝数的检测方法主要包括实时定量pcr(qpcr)、比较基因组杂交(cgh)、微阵列比较基因组杂交(array cgh)、全基因组测序(wgs)等。其中,实时定量pcr因其操作简便、成本相对较低、特异性好等优点,在拷贝数变异检测中得到广泛应用。然而,实时定量pcr通常需要设计针对特定序列的引物,对于染色体亚端粒区域的拷贝数检测,由于这些区域的复杂性和高度重复性,设计特异性引物较为困难,且检测结果的解释也需要专业知识。
4、因此,开发一种基于插入/缺失多态性遗传标记的、适用于检测人染色体亚端粒区拷贝数的试剂组与方法,将有助于提高检测的准确性和效率,为遗传性疾病的风险评估、诊断和治疗提供重要的遗传学依据。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种插入缺失多态性遗传标记在检测人染色体亚端粒区拷贝数中的应用、以及检测人染色体亚端粒区拷贝数的试剂组与方法。
2、为实现上述目的,本发明采取的技术方案是:
3、本发明的第一方面是提供一种插入缺失多态性遗传标记在检测人染色体亚端粒区拷贝数中的应用,基于人类基因组参考序列第38版,所述插入缺失多态性遗传标记选自表1中的至少一种:
4、表1
5、
6、
7、本发明的第二方面是提供一种用于检测人染色体亚端粒区拷贝数的试剂组,包括:用于聚合酶链式反应扩增插入缺失多态性遗传标记的引物对;其中,
8、所述插入缺失多态性遗传标记选自表1中的至少一种。
9、优选地,所述引物对包括:上游引物、以及与所述上游引物对应的下游引物;所述上游引物或/和所述下游引物标记有荧光素;其中,
10、所述上游引物、所述下游引物、以及所述荧光素如下表所示:
11、表2
12、
13、
14、
15、
16、优选地,包括:如表3所示的聚合酶链式反应扩增体系;
17、表3
18、 组分 体积(μl) 聚合酶链式反应扩增缓冲液(2×) 10 热启动脱氧核糖核酸聚合酶(1u/μl) 0.5-1 所述引物对(5×) 4 dna模板(2ng/μl) 3 双重去离子水 2-2.5 总计 20
19、本发明的第三方面是提供一种检测人染色体亚端粒区拷贝数的方法,步骤包括:
20、步骤一、获取待检样本的多个插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因的表征情况;其中,多个所述插入缺失多态性遗传标记选自表1中的多个;
21、步骤二、判断待检样本的某个插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因的表征情况:
22、若该插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因未表征,则该插入缺失多态性遗传标记所对应的人染色体亚端粒区拷贝数为第四预设拷贝值,结束;
23、若该插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因表征单个等位基因,则进入步骤四;
24、若该插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因表征两个等位基因,则进入步骤三;
25、步骤三、判断该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值是否处于第一预设区间:
26、若该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值处于所述第一预设区间,则根据该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值,获得该插入缺失多态性遗传标记所对应的人染色体亚端粒区拷贝数,结束;
27、若该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值未处于所述第一预设区间,则进入步骤四;
28、步骤四、根据该插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因在所有插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因中的表征比例,获得该插入缺失多态性遗传标记所对应的人染色体亚端粒区拷贝数,结束。
29、优选地,所述步骤一中,获取待检样本的插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因的表征情况的方法包括:
30、通过标记有荧光素的引物对对所述插入缺失多态性遗传标记进行聚合酶链式反应扩增后,根据聚合酶链式反应扩增产物的荧光强度,获取待检样本的插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因的表征情况。
31、优选地,所述步骤三中,所述第一预设区间包括:第一子预设区间、以及第二子预设区间;
32、当该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值处于所述第一子预设区间或处于所述第二子预设区间时,该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值处于所述第一预设区间,则
33、若该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值处于所述第一子预设区间,则该插入缺失多态性遗传标记所对应的人染色体亚端粒区拷贝数为第二预设拷贝值,结束;
34、若该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值处于所述第二子预设区间,则该插入缺失多态性遗传标记所对应的人染色体亚端粒区拷贝数为第三预设拷贝值,结束;
35、当该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值未处于所述第一子预设区间且未处于所述第二子预设区间时,该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值未处于第一预设区间。
36、优选地,所述步骤四包括:
37、将该插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因在所有插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因中的表征比例记为第一比值;
38、获取对照样本的对应的多个插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因的表征情况,将对照样本的对应的该个插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因在对照样本的对应的所有插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因中的表征比例记为第二比值;
39、判断所述第一比值与所述第二比值的比值是否处于第二预设区间,所述第二预设区间包括:第三子预设区间、第四子预设区间、以及第五子预设区间;
40、当该插入缺失多态性遗传标记所对应的两个等位基因的表征水平的比值处于所述第三子预设区间或处于所述第四子预设区间或处于所述第五子预设区间时,所述第一比值与所述第二比值的比值处于所述第二预设区间,则
41、若所述第一比值与所述第二比值的比值处于所述第三子预设区间,则该插入缺失多态性遗传标记所对应的人染色体亚端粒区拷贝数为第一预设拷贝值,结束;
42、若所述第一比值与所述第二比值的比值处于所述第四子预设区间,则该插入缺失多态性遗传标记所对应的人染色体亚端粒区拷贝数为第二预设拷贝值,结束;
43、若所述第一比值与所述第二比值的比值处于所述第五子预设区间,则该插入缺失多态性遗传标记所对应的人染色体亚端粒区拷贝数为第三预设拷贝值,结束;
44、若所述第一比值与所述第二比值的比值未处于所述第三子预设区间且未处于所述第四子预设区间且未处于所述第五子预设区间时,所述第一比值与所述第二比值的比值未处于所述第二预设区间,则该插入缺失多态性遗传标记所对应的人染色体亚端粒区拷贝数为灰值,结束。
45、本发明采用以上技术方案,与现有技术相比,具有如下技术效果:
46、本发明提供了一套高效、低成本、操作简便且准确的人染色体亚端粒区拷贝数的检测方案,有望在临床诊断和遗传疾病研究中展现出广阔的应用前景,具体地,
47、插入缺失多态性遗传标记在检测人染色体亚端粒区拷贝数中的应用,相比于基因芯片、二代测序、长读长三代测序或光学基因组图谱等高通量技术,成本显著降低,更适合大规模筛查和临床应用;
48、检测人染色体亚端粒区拷贝数的方法操作流程简化,无需复杂的生物学信息分析,实验人员经过基本培训即可掌握,大大降低了操作门槛和所需专业技能水平,有利于在资源有限的实验室环境中推广使用;
49、检测人染色体亚端粒区拷贝数的方法能够在4小时内完成从样本处理到数据分析的全过程,显著提高了检测效率,适用于需要快速结果的临床诊断场景;
50、通过插入缺失多态性遗传标记的峰型分析,能够准确地判断目标区域的拷贝数,对于2拷贝或3拷贝的判断尤为便捷。
1.一种插入缺失多态性遗传标记在检测人染色体亚端粒区拷贝数中的应用,其特征在于,基于人类基因组参考序列第38版,所述插入缺失多态性遗传标记的物理位置选自:chr1:1014734-1014737、chr1:248344885-248344884、chr2:1853465-1853469、chr2:241981638-241981643、chr3:1469652-1469655、chr3:197081691-197081695、chr4:1540277-1540279、chr4:188679385-188679384、chr5:438737-438739、chr5:179927343-179927345、chr6:529405-529413、chr6:170034015-170034018、chr7:526246-526250、chr7:158928777-158928784、chr8:2001041-2001050、chr8:143782455-143782461、chr9:998499-998503、chr9:137403593-137403597、chr10:1300362-1300376、chr10:133184021-133184021、chr11:209895-209900、chr11:134161942-134161942、chr12:272923-272927、chr12:132600305-132600308、chr13:113406671-113406673、chr14:106560681-106560686、chr15:100876312-100876317、chr16:2009173-2009175、chr16:89463813-89463815、chr17:733027-733040、chr17:82720753-82720755、chr18:1375182-1375185、chr18:79914568-79914571、chr19:294745-294749、chr19:58358150-58358157、chr20:1388748-1388754、chr20:63792424-63792428、chr21:46055283-46055288、chr22:50557738-50557740、chrx:446148-446161、或chrx:155332644-155332652中的至少一种。
2.一种用于检测人染色体亚端粒区拷贝数的试剂组,其特征在于,包括:用于聚合酶链式反应扩增插入缺失多态性遗传标记的引物对;其中,
3.根据权利要求2所述的试剂组,其特征在于,所述引物对包括:上游引物、以及与所述上游引物对应的下游引物;其中,
4.根据权利要求2所述的试剂组,其特征在于,所述引物对包括:上游引物、以及与所述上游引物对应的下游引物;其中,
5.根据权利要求2所述的试剂组,其特征在于,还包括:聚合酶链式反应扩增缓冲液、热启动脱氧核糖核酸聚合酶、以及双重去离子水。
6.一种检测人染色体亚端粒区拷贝数的方法,其特征在于,步骤包括:
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤一中,获取待检样本的插入缺失多态性遗传标记所对应的等位基因的表征情况的方法包括:
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤三中,所述第一预设区间包括:第一子预设区间、以及第二子预设区间;
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤四包括:
