高通量测序技术在低频突变检测中的应用

体细胞突变的累积与衰老、肿瘤及多种疾病的发生密切相关。在正常组织细胞中,基因组中自发突变和诱发突变的变异等位基因频率极低,对这类低频突变的检测一直面临挑战。第二代和第三代高通量测序(next-generation sequencing,NGS)技术的出现,可以实现任意物种全基因组上变异的直接检测,克服传统突变检测技术的诸多局限性。但是常规NGS由于测序错误率较高从而限制了其在低频突变检测上的应用,基于分子一致性测序策略进行错误矫正的高准确性NGS测序技术作为有效的低频突变检测工具,有望在环境诱变剂的评价与研究、细胞与基因治疗药物风险评估、人群健康风险监测和生命科学基础研究领域发挥重要作用。本文对比经典突变检测方法,对基于NGS的低频突变检测技术研究进展进行综述,并对应用前景进行展望,以期为该技术的进一步开发、研究和在相关领域的应用提供参考。

三种外来入侵植物提取液对三种植物病原真菌的抑菌作用

以三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)和薇甘菊(Mikania micrantha)3种常见外来入侵物种为材料,研究了其水提取液对黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum)、黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)和番茄早疫病菌(Alternaria solani)的抑菌活性。结果表明,3种植物提取液均有一定的抑菌作用,其中三裂叶蟛蜞菊和薇甘菊提取液对3种病原菌的抑制效果随提取液浓度升高而增强。当浓度为0.10 g/mL时,三裂叶蟛蜞菊提取液对黄瓜枯萎病菌、黄瓜灰霉病菌和番茄早疫病菌的最高抑菌率分别为20.18%、26.84%和17.27%;薇甘菊提取液对它们的最高抑菌率分别为22.53%、17.75%和19.06%;凤眼莲提取液对部分供试病原菌的抑菌效果并未随着提取液浓度的升高而呈规律性变化,但对3种病原菌的最高抑菌率较前两者高,均在25.76%以上。

三氯生的体外遗传毒性评价

目的:应用体外碱性彗星试验、体外胞质分裂阻滞微核细胞组学试验和细菌回复突变试验(Ames试验)评价三氯生(TCS)的体外遗传毒性。方法:采用TK6人淋巴母细胞进行体外彗星试验和体外微核试验,共设定5个剂量(3.5、8.8、17.5、26.3和35--μmol/L)组。同时,应用鼠伤寒沙门氏菌TA98、TA100和DNA修复酶缺陷型YG7108(Ogt^-/Ada)菌株对TCS进行Ames试验,共设定8个剂量(0.000 5、0.001 67、0.005、0.016 7、0.05、0.167、0.5和1.67μg/皿)组。结果:与对照组比较,彗星试验结果显示,TCS在各个剂量下均能引起TK6细胞的尾长、尾部DNA强度和尾矩的增加,差异均具有统计学意义(P均<0.01),且尾部DNA强度呈现剂量效应(r=0.943,P=0.017);微核试验表明,TCS未引起TK6细胞微核率升高(P>0.05);Ames试验结果表明TCS未引起TA98、TA100和YG7108菌株的回复突变菌落数增加(P>0.05)。结论:TCS主要引起细胞DNA损伤,但未对TK6细胞造成染色体损伤,对Ames试验菌株不具有致突变作用。

持久性环境污染物多溴联苯醚的生殖发育毒性

多溴联苯醚是一类常用的溴化阻燃剂,作为持久性有机污染物普遍存在于环境和生物体内。研究显示其主要具有神经发育毒性和内分泌干扰作用等。流行病学研究发现其可能具有生殖发育毒性,但是相关研究较少。研究表明,PBDEs可通过降低精子质量和引起生殖系统异常从而对雄性动物产生生殖毒性;通过引起细胞凋亡和延长受孕周期从而对雌性动物产生生殖毒性,并可通过胎盘和乳汁从母体中转移至子代体内引起子代畸形和发育延迟的现象。虽然PBDEs在一些国家已经被禁止使用,但PBDEs依然存在于我们的环境中。因此需要更多的学者去研究PBDEs潜在的毒性和机制,从而进行风险监测和毒性预防。本文主要从国内外对PBDEs的生殖发育毒性研究进行综述。

多溴联苯醚BDE-3、BDE-47和BDE-209的体外遗传毒性评价

目的:对3种代表性多溴联苯醚(PBDEs)BDE-3、BDE-47和BDE-209进行体外遗传毒性评价。方法:采用TK6人淋巴母细胞进行彗星试验、微核试验和TK基因突变试验,同时检测DNA损伤、染色体改变和基因突变3个遗传学终点。每种PBDEs均设定5个剂量组:BDE-3为60、90、120、180和240μmol/L;BDE-47为60、120、180、200和240μmol/L;BDE-209为24、40、120、180和240μmol/L;同时设定溶媒DMSO为阴性对照组。结果:与阴性对照组比较,3种PBDEs在各个剂量下均未能引起TK6细胞彗星的尾长、尾部DNA百分数和尾矩的增加(P>0.05),也均未引起TK6细胞微核率升高(P>0.05)。TK基因突变试验显示,3种PBDEs均能引起TK基因突变频率升高,差异具有统计学意义(P<0.05),并呈剂量依赖性升高趋势(相关系数R2BDE-3=0.85,R2BDE-47=0.85,R2BDE-209=0.90;P<0.05),但致突变作用BDE-47强于BDE-3和BDE-209。结论:多溴联苯醚BDE-3、BDE-47和BDE-209对TK6细胞具有致突变作用。

应用gpt delta转基因小鼠模型评价电子烟气溶胶的遗传毒性

为评价电子烟气溶胶的遗传毒性,采用gpt delta转基因小鼠模型,以外周血网织红细胞为材料,通过微核试验检测电子烟气溶胶造成的染色体损伤作用,Pig-a基因突变试验检测电子烟气溶胶的致突变作用;以肺组织为材料,通过实时荧光定量PCR检测电子烟气溶胶对mmu-miR-34a、mmu-let-7a、Akt1、Il-6和Tnf-a基因表达的影响。结果表明:与对照组相比,电子烟气溶胶低、高剂量组和3R4F参比卷烟烟气低、高剂量组的微核率、Pig-a基因突变频率和网织红细胞百分比(RET%)差异均无统计学意义(P>0.05)。电子烟气溶胶低、高剂量组中mmu-miR-34a、Il-6和Tnf-a的表达均显著降低(P<0.05),电子烟气溶胶高剂量组中mmu-let-7a的表达升高(P<0.05)。3R4F参比卷烟烟气高剂量组中mmu-miR-34a、mmu-let-7a和Tnf-a的表达均显著降低(P<0.05)。未检出电子烟气溶胶对gpt delta转基因小鼠有显著遗传毒性,但发现电子烟气溶胶显著影响DNA损伤和炎症相关基因的mRNA表达。