毛干蛋白单氨基酸多态性鉴定研究

本文建立了毛干蛋白单氨基酸多态性(single amino acid polymorphism,SAP)的质谱检测方法,以DNA测序验证方法的准确性,并设计多组样本检验SAP鉴定的重现性。对来自6个人的25份毛干样本的SAP鉴定结果进行分析,并与毛干来源人的血液外显子测序结果相比较,对于不一致位点进一步使用Sanger法测序确定SAP对应的SNP分型。共设计四组重复性实验测试,对不同直径/生长部位毛干的分型结果进行了一致性验证。通过设计的376对引物进行PCR扩增,成功检测了522个SNP分型,其中32个(6.1%)与前期外显子测序分型不一致,152个(29.1%)为外显子测序中未检测的分型,338个(64.8%)与外显子分型结果一致。四组重复性实验中,组内SAP鉴定准确率平均值为93.6%(95%CI:92.8%~94.5%),鉴定重现率平均值为96.0%(95%CI:94.3%~97.6%)。在所有25份样本中,有283个SAP位点在至少两个样本中检出,其中23个位点在全部样本中都被检出。因此,毛干蛋白SAP鉴定方法具有较高的准确性和重现性,得到的23个高检出率SAP位点可作为候选位点构建有效位点组合,呈现出潜在的法医学应用价值。

东亚人群毛干蛋白中单氨基酸多态性检测方法建立与个体识别应用

目的毛干是案件现场常见的生物物证,目前缺少有效的个体识别方法而未能在案件调查和法庭诉讼中发挥作用。毛干蛋白质组中的单氨基酸多态性(SAP)蕴含着个体遗传差异信息,可应用于个体识别。方法为研究毛干物证SAP个体差异,本文使用离子液体对12份2 cm长的毛干样本(6人,每人2根)经过前处理后,进行LC-MS/MS质谱检测,分析毛干中的蛋白质组成。然后利用自建的东亚人群SAP蛋白质序列数据库,对质谱数据进行搜库分析,依据自建的SAP与SNP对应注释表信息,推导出SAP对应的nsSNP分型,并且与外显子测序nsSNP结果比较,进而验证SAP检测的准确性。最后,利用验证准确的SAP分型进行随机匹配概率的计算。结果12份样品共计获得321个SAP,每个样本平均为(131±17)个。6人的随机匹配概率数值范围为1.4×10^(-4)~1.0×10^(-9)。结论本文建立了东亚人群毛干蛋白中SAP检测方法,并验证了个体识别应用的能力,为法庭科学中毛干个体识别提供了有力的工具和新的思路。

绵羊和人主要组织相容性复合体DRB1基因外显子2多态性及生物信息学分析

本试验旨在研究绵羊和人的主要组织相容性复合体(MHC)DRB1基因外显子2(exon2)单核苷酸多态性(SNPs)和单氨基酸多态性(SAPs),并进行生物信息学分析。运用生物基因组学数据库,利用生物信息学及比较基因组学方法对人与绵羊MHC-DRB1基因exon2序列多态性进行分析,采用生物信息学软件对绵羊MHC-DRB1的蛋白质结构及生物学功能进行预测和分析。结果显示,人主要组织相容性复合体(HLA)和绵羊主要组织相容性复合体(OLA)的DRB1exon2均存在丰富的SNPs位点和SAPs位点,单一多态位点和简约多态位点数不尽相同,二者相比仅有14个SNPs位点相同,其余位点均不同。序列分析结果表明,二者MHC-DRB1exon2序列具有高度相似性。进一步生物信息学分析结果显示序列变异引起的单氨基酸变化引发了蛋白质二级结构和三级结构的改变,可能因此会引起基因功能的异常,从而引发抗病性和疾病易感性的变异。

人群变异的分子基础:从单核苷酸多态性到单氨基酸多态性

单核苷酸多态性可以划分为位于基因编码区的SNP和非编码区的SNP两大种类;而在基因编码区的SNP还可以进一步划分为两个亚类:不改变氨基酸序列的同义SNP和改变氨基酸序列的非同义SNP.显然,非同义SNP将导致氨基酸序列的改变,即形成单氨基酸多态性.基于蛋白质组学方法,对亚洲人群血浆样本中的SAP进行了系统研究,发现某一特定SAP在纯合人群和杂合人群中可能与生理或病理性状有着不同的关联.更为重要的是,近期有研究发现,在生物体中广泛存在着RNA序列与DNA序列不一致的现象.导致这种差异的主要原因是在转录水平上存在着规模化的RNA编辑(被称为RNA编辑组,RNA editome).该发现表明,个体拥有的SAP中可能有一部分与基因组SNP无关,而是源于RNA编辑组.进一步推论,可能在翻译水平上存在着不依赖DNA和RNA序列的全新的SAP.

基于毛干蛋白质组的族群推断技术的建立与验证

毛干是一种案件现场常见的生物物证,由于核DNA含量极少且高度降解,难以采用现有的短串联重复序列(short tandem repeat,STR)检验方法进行个人识别鉴定,目前仅使用线粒体DNA检验进行母系亲缘关系的判定,利用率非常低.毛干中蛋白质非常稳定,而且具有遗传多态性,表现为基因组中的非同义单核苷酸多态性(non-synonymous single nucleotide polymorphisms,ns SNPs),转录翻译后形成蛋白质序列中的单氨基酸多态性(single amino acid polymorphisms,SAPs).充分利用毛干蛋白质中蕴含的遗传信息,为案件提供线索和证据,是实际公安业务的迫切需求,具有重要的应用价值.本文选取了104份中国汉族的毛干样本进行蛋白质组的检测,共获得了703个SAP位点,位于460个蛋白质上,共推导出552个nsSNP位点.进一步筛选在所有样本中检出率超过15%的位点,获得了88个nsSNP位点,使用毛干样本对应的口腔拭子DNA对88个ns SNP位点进行一代测序验证.为评估发现的nsSNP位点对于人群的区分能力,以千人数据库(1 000 Genome Project)为参考数据库,采用聚类分析和群体匹配概率等方法对检测的19份毛干样本进行人群来源推断.结果显示,通过检测毛干蛋白质组中的ns SNP可以实现东亚、欧洲、非洲三大洲际人群的区分.

基于蛋白质组学的糖尿病相关生物标记物发现

近年来,随着生活水平的提高和生活方式的转变,我国糖尿病的发病率呈快速上升趋势。然而,目前对糖尿病的发生发展机制仍缺乏系统了解。最近本课题组结合多种蛋白质组学技术对糖尿病的发生发展过程进行研究,发现在大鼠2型糖尿病的发生发展过程中,肝脏线粒体的多个代谢通路蛋白质表达及其修饰发生改变。在人群研究中发现,单氨基酸多态性与肥胖以及糖尿病的发展密切相关。此外,还发现了一些潜在糖尿病相关生物标志物,如载脂蛋白C-I、Ficolin-3等。这些研究有助于完善对糖尿病发病机制的认识,同时也为防治糖尿病提供新的思路与方向。