福建畲族人群26个Y-STR基因座遗传多态性及其法医学应用

目的：对GoldeneyeTM DNA身份鉴定系统26Y试剂盒在畲族人群中的法医学应用进行研究。方法应用毛细管电泳分型技术，对53名福建地区畲族男性无关个体的26个Y－STR基因座进行检测，获得基因型分布状况，计算等位基因频率及单倍型多样性等群体遗传学参数，并对福建畲族与其他民族群体遗传关系进行分析。结果53名无关个体中的26个Y－STR基因座共观察到126个等位基因，等位基因频率为0．0101～0．8868。26个Y－STR基因座的GD值为0．2112～0．8462，有19个基因座的GD值大于0．5。共观察到47种单倍型。根据RST构建的遗传距离矩阵显示福建畲族与闽南汉族之间遗传距离最近，其次是南方汉族，与北方民族的遗传距离相对较远。结论 GoldeneyeTM DNA身份鉴定系统26Y试剂盒所包含的26个Y－STR基因座在福建畲族中多态性较好，在特殊案件中可作为良好的补充体系，具有法医学应用价值。

个体年龄推断的法医学研究进展

年龄推断是法医学研究的重要问题之一。目前通过骨骼和牙齿等形态学特征推断年龄已经取得长足进展,但是这些方法不适用于对生物痕迹身源者的年龄推断。为充分满足法医实践需要,随着分子生物学的发展,一系列年龄相关的变化在分子水平上被检测到,并被尝试作为法医学年龄推断的候选标志物。本文将重点对目前分子水平上法医学年龄推断的最新研究进展进行综述,并对发展前景进行展望,希望为年龄推断及相关基础研究提供思路。

二代测序技术在法医学中的应用进展

近几年二代测序(second generation sequencing,SGS)技术的快速发展,使其在通量增大、读长增加的同时测序成本大幅降低,给生物学领域带来了新的突破,也使法医遗传学进入了一个新的发展阶段。本文从测序技术在法医遗传学的应用历程展开,回顾了测序技术对法医学遗传标记检测的重要性。以已有相关法医学研究应用的Roche、Illumina和Life Technologies三大测序技术公司推出的二代测序技术平台为例,探讨其在法医遗传学中的应用现状及潜能。目前可依赖这些平台完成DNA水平遗传标记(SNP、STR)、RNA水平遗传标记(m RNA、micro RNA)及线粒体DNA全基因组的测序。然而,技术产品的推出及验证、分析软件的成熟化、与现有数据库的对接、大数据使用中的伦理问题等都是决定该技术能否替代(或补充)成熟PCR毛细管电泳技术以及普遍应用于案件检测的关键。

利用重组大肠杆菌生产双乙酰

大肠杆菌自身代谢特征具有发酵生产双乙酰的天然优势。利用PCR技术,以广泛用于双乙酰生产的Lactococcus lactis基因组DNA为模板,克隆得到α-乙酰乳酸合成酶基因α-als,将其构建在表达载体pET-30 a上。与能够高效表达3种大肠杆菌来源HSP 70家族分子伴侣的pKJE 7质粒共同转化E.coli BL21(DE3)。利用目的蛋白质分子伴侣共表达的方法,首次获得了能够高效表达具有酶活力的α-乙酰乳酸合成酶的重组大肠杆菌。在静置培养条件下,能够在该菌株的培养基中检测到双乙酰的生成。融合蛋白酶在温度为30-40℃和pH在6-7之间时具有较高的酶活,以丙酮酸为底物,该酶最适pH为6.8,最适温度为39℃。

《复杂亲缘关系鉴定技术研究》课题研究进展

亲缘关系鉴定广泛用于诉讼、仲裁、公证、调解、认亲、继承、移民、遗传咨询、遗骸认领、交通事故处理以及器官移植等多个领域,在保障司法公正和维护社会公平正义中发挥着重要作用。近年来涉及全同胞关系鉴定、半同胞关系鉴定、叔侄关系鉴定等复杂亲缘关系鉴定诉求逐年增加。然而,现有法医学复杂亲缘关系鉴定技术并不能完全满足需求。犯罪现场检材DNA的部分降解或混合以及受检家系成员缺失是造成法医学亲缘关系鉴定复杂性的重要原因。这样的复杂性使法医DNA分型面临巨大的挑战。

24个Y-STR基因座的法医学应用评估

目的甄选单倍型识别力较强、突变率适当和兼容性较好的Y-STR标记系统,并对其进行法医学应用评估。方法采用自建荧光标记复合扩增体系对甄选得到的24个Y-STR基因座进行检验,并通过在山东济南采集的139对父-子样本对其进行法医学评估。结果 24个基因座在139个标记为"父"的无关个体样本中共检测出176个等位基因,基因多样性(gene diversity,GD)分布在0.083 7(DYS645)~0.966 9(DYS385a/b)。通过24个Y-STR基因座在139名标记为"父"的山东汉族男性无关个体中共检测出139种单倍型,无共享单倍型现象出现。总的单倍型多样性(haplotype diversity,HD)值为1,识别能力(discriminative capacity,DC)值为1。24个Y-STR基因座,在139对父-子间共观察到5次一步突变,平均突变率为0.001 5,95%置信区间为(0.000 5,0.003 5)。结论 24个Y-STR基因座组成的位点系统在山东济南人群中表现出较强个体识别能力和较低突变率,具有较好的法医学应用价值。

43个SNP遗传标记复合检验体系的建立及其法医学应用

目的对43个SNP遗传标记的复合检验体系进行法医学应用评估。方法采用MALDI-TOF-MS技术检验华东地区123名汉族无关个体在43个SNP位点的分型,并根据43个SNP复合检验体系的群体遗传学参数评估其应用价值。结果123名个体在43个SNP位点上均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。除rs1355366、rs2270529、rs10776839和rs938283外,其余39个位点的最小等位基因频率(minor allele frequency,MAF)均大于0.25,其中,24个位点的MAF值在0.4~0.5,3个位点的MAF值接近0.4。43个SNP位点的DP为0.290 1~0.654 4,CDP为1-9.8×10^(-11),PIC为0.170 8~0.500 0,Ho为0.155 7~0.593 5,PE_(trio)为0.085 4~0.250 0,PE_(duo)为0.014 6~0.125 0,CPE_(trio)为0.999 986,CPE_(duo)为0.992 436 1。结论本研究的43个SNP复合检验体系具有较高的遗传多态性,既可以作为传统STR遗传标记的有效补充和验证,也可以与其他商品化试剂盒配合使用,用于法医遗传学亲权鉴定及个体识别。

Y染色体遗传标记在法医学中的应用

Y染色体为男性特有,具有父系遗传的特点,其非重组区域的遗传标记,如短串联重复序列(Y-STR)和单核苷酸多态性(Y-SNP)已广泛用于法医学、人类学和遗传学等领域。在性侵犯案件中,应用常染色体STR有时难以将男女混合斑中的男性成分检出,而Y-STR可作为识别男性嫌疑人的有效标记。目前全国各地的Y库建设如火如荼,也正是因为Y-STRs在家系排查中起到了不容小觑的作用。Y-STR相比Y-SNP具有更高的突变率,因此在涉及男性的亲缘关系鉴定及家系排查过程中,要注意该基因座是否发生了突变,避免错误地否定其亲缘关系。快速突变基因座(RM Y-STR)由于突变率较高而在男性个体识别中具有更大的优势。Y-SNPs具有突变率低、分布广等特点,Y-SNPs通过单倍群来重建男性谱系,因此在祖先推断及研究人类迁徙史方面有重要意义。

利用DNA shuffling构建部分解除对氟苯丙氨酸反馈抑制的aroG

3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶(DAHPs)是芳香族氨基酸生物合成途径中关键的限速酶,在大肠杆菌中有3种同工酶,分别由aroG(Phe)、aroH(Trp)和aroF(Tyr)基因编码,这3种酶分别受苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸反馈抑制.为得到解除苯丙氨酸反馈抑制的突变AroG,以Escherichia coli野生型aroG、aroH和aroF基因为亲本,通过DNAshuffling技术对aroG基因进行改组,将获得的改组aroG与载体pET30a连接得到改组文库,转化到E.coliBL21(DE3)中,在含有Phe类似物对氟苯丙氨酸(p-FP)的培养基上筛选转化子,获得2个能耐受10 mg/mLp-FP的克隆.这2个克隆的测序结果显示,其中一个发生了3个点突变:C129T,A531G,A1032G;另一个发生了3个点突变T77A,G883A,A1032G和4个碱基的插入突变即922位插入A,943位插入CG,971位插入A.2个改组AroG的最适pH和最适温度与野生型AroG相比无明显变化.

通过DNA shuffling技术获得初步解除苯丙氨酸反馈抑制的3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶(AroG)突变株

aroG基因编码的3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶(3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate synthase,AroG)是苯丙氨酸(phenylalanine,Phe)合成途径中的关键酶之一,受到苯丙氨酸的反馈抑制.为得到解除苯丙氨酸反馈抑制的突变AroG,分别以Escherichia coli(E.coli)野生型和突变型aroG基因以及Sal monella typhi mnrium(S.typhi mnrium)野生型aroG基因为亲本,通过DNA suffling技术对aroG进行改组,获得的改组分子与载体pET30a连接得到改组文库,转化到E.coliBL21(DE3)中,在含有Phe类似物对氟苯丙氨酸(p-FP)的培养基上筛选转化子,获得4个解除Phe反馈抑制的克隆.

重组根瘤农杆菌葡萄糖耐受型β-葡萄糖苷酶性质

目前已发现的葡萄糖耐受型β-葡萄糖苷酶均来源于真菌,尚无原核细胞来源的相关报道。从根瘤农杆菌LBA4404中克隆β-葡萄糖苷酶基因bg1,将其构建在表达载体pET-28b上,转化Escherichia coli RP(DE3),IPTG诱导表达。重组β-葡萄糖苷酶的比活高达36.7μmol/(min·mg)。对经过Ni柱纯化的重组酶进行酶学分析发现:该酶是糖基水解酶家族1的成员,底物亲和力高,专一性低,在温度为40℃和pH在5-8之间时具有较高的酶活,在低于40℃和pH5-10之间时可稳定保存。以pNP-β-Glc为底物,该酶的最适pH为6.4,最适温度为60℃,在37℃和pH6.4的反应体系中,该酶的Km为0.09mmol/L,竞争性抑制剂葡萄糖酸-δ-内酯和葡萄糖的Ki分别为0.03mmol/L和75mmol/L,具有很高的葡萄糖耐受性,当金属离子Ag+和Zn2+存在时,酶活被明显抑制。该酶对pNP-β-Gal和pNP-α-Glc的Km分别为3.61mmol/L和14.31mmol/L。