一例DMD基因Alu元件插入突变导致杜氏肌营养不良及其白发症状分析

杜氏肌营养不良(Duchenne muscular dystrophy,DMD)是由DMD基因突变引起的抗肌萎缩蛋白缺乏的一种严重X连锁隐性遗传病,突变形式主要包括外显子缺失和重复、点突变、插入突变等,这些突变通过不同方式影响了抗肌萎缩蛋白的正常表达,最终导致疾病的发生。本研究报告了1例DMD基因第59号外显子(exon 59,E59)插入突变引起的DMD,该患儿相关生化指标明显异常,表现较为明显的DMD早期症状,并出现了多处白发。其母亲和姐姐为携带者,生化指标轻微异常,母亲有轻微临床症状,姐姐无临床症状。其他成员基因和身体状况正常。经测序和序列比对发现,该插入片段为AluYa5亚家族的Alu元件,该片段插入可产生两个终止密码子,末端含一段多聚腺苷酸尾(polyA)。为了解该插入突变对于DMD基因的影响以及与临床症状的关联,通过外显子剪接增强子(exonic splicing enhancer,ESE)预测发现,该插入并不影响E59的剪接,由此推测该插入序列会最终出现在DMD基因的mRNA序列中,插入序列中的2个终止子和polyA很可能会在翻译过程中发挥终止作用,不能产生有功能的抗肌萎缩蛋白,这可能是导致DMD发生的机制。另外该患儿除了典型的DMD症状外,还出现了过早白发症状。本研究首次报道了1例DMD基因编码区插入Alu元件导致的DMD,为研究Alu序列逆转座引发基因突变提供线索,同时扩展了对DMD基因突变的认识。

猪FSHβ亚基基因结构区Alu序列插入突变的研究

通过聚合酶链式反应 (PCR)对中国华北型优良地方猪种莱芜猪及杜里猪、长白猪的卵泡刺激素 (FSH) β亚基基因结构区插入片段进行扩增 ,并对 0 .5kb扩增产物进行克隆和测序。序列分析表明 ,在已发表的猪FSHβ亚基基因全序列的 +80 9与 +810碱基之间 ,莱芜猪、杜里猪和长白猪分别存在一个长度为 2 75、2 77和 2 74bp的插入片段 ,插入片段末端的poly(A)分别为 17、19和 16个腺苷酸 ,均显著短于高产猪种太湖猪 (2 92bp和 32个腺苷酸 )。对FSHβ亚基基因插入片段进行BamHⅠ多态性分析 ,发现本研究所检测样品中不存在BamHⅠ多态性。插入片段中存在一个RNA聚合酶Ⅲ启动子及AluⅠ内切酶识别位点 ,所以该片段可能为Alu成分。因RNA聚合酶Ⅲ这种有功能的内部启动子能够转录相邻的染色体序列 ,该插入片段可能影响FSHβ亚基基因或其他基因的表达调控。把FSHβ亚基基因作为控制猪产仔数主效基因的候选基因与产仔数进行连锁分析 ,证明FSHβ基因座位在莱芜猪种中与控制猪产仔数的主效基因紧密连锁 ,优势基因AA纯合子比BB纯合子母猪平均每胎多产仔 1.2头。因不同品种猪插入序列的主要差异是末端的poly(A)长短不同 ,推测该插入片段末端的poly(A)结构亦可能影响猪的产仔数。

猪催乳素受体(PRLR)基因AluⅠ多态性与产仔数关系的研究

研究采用PCR-RFLP方法检测了猪PRLR基因exon10多态性,结果显示,除马身猪中只有A基因存在外,其他品种中,均有A和B两个等位基因存在。利用最小二乘分析研究了该多态位点对猪初产和经产的总产仔数和活产仔数的影响,结果表明不同基因型母猪的总产仔数和活产仔数的差异均未达到显著水平,但呈现出AA>AB>BB的趋势。对于头胎总产仔数、经产总产仔数和活产仔数,A基因的加性效应分别为0 29头/胎、0 38头/胎和0 39头/胎,显性效应分别为0 21头/胎、0 19头/胎和0 19头/胎,对于头胎活产仔数来说,A基因的加性效应和显性效应分别为-0 4头/胎和0 2头/胎。

Alu家族及其生物学意义

Alu 家族是灵长类基因组特有的含量丰富的短散在重复序列,在基因组中的拷贝数已经超过了 100 万,每个拷贝长度约300 bp。目前,对于Alu 序列的功能了解得还不透彻,据推测主要与基因调控有关,如基因重排、CpG甲基化、hnRNA选择性剪切、结合转录因子和激素等。同时,Alu 家族是人类群体遗传学、法医学、肿瘤学等的重要研究手段。Alu 元件的插入、删除和重组导致了许多先天性遗传疾病和癌症。

猪FSHβ和GDF9基因中Alu插入序列多态性

使用聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)技术,对辽宁黑猪、长白猪、大约克猪、丹育猪和杜洛克猪的FSHβ亚基基因和GDF9基因的插入片段扩增后进行多态性和生物信息学分析,并对产仔数建立GLM模型,探讨2个基因插入序列Alu的多态性与猪产仔数的关系。研究表明:优势基因型BBDD纯合子比AACC型纯合子母猪平均每胎多产仔1.5头(P<0.01)。研究结果表明,FSHβ亚基基因和GDF9基因与控制猪产仔数的主效基因密切相关,这可能会作为猪产仔数性状的遗传标记,而其优势基因型BBDD可以进一步改良猪的产仔数性状。

在载脂蛋白E基因敲除小鼠和人脐静脉平滑肌细胞中同型半胱氨酸对B1和Alu重复序列甲基化的影响

目的观察同型半胱氨酸对载脂蛋白E基因敲除小鼠不同组织和人脐静脉平滑肌细胞中B1和Alu序列甲基化水平的影响,为进一步阐明同型半胱氨酸致动脉粥样硬化形成的分子机制提供理论和实验依据。方法复制高同型半胱氨酸血症载脂蛋白E基因敲除小鼠模型,给予不同饮食14周后,分别取小鼠心脏组织、血管及白细胞;原代培养人脐静脉平滑肌细胞,用50、100、200及500μmol/L同型半胱氨酸干预培养72 h后,抽提组织、白细胞及平滑肌细胞的基因组DNA,采用巢式降落式甲基化特异性PCR法分别检测不同组织和细胞中B1和Alu序列甲基化水平的变化。结果饲以高蛋氨酸饮食的载脂蛋白E基因敲除小鼠心脏组织、血管和白细胞中B1重复序列甲基化水平下降明显,与正常对照组比较有显著性差异(P<0.05和P<0.01);在同型半胱氨酸干预的平滑肌细胞中Alu序列甲基化水平下降显著(P<0.05和P<0.01)。结论同型半胱氨酸引起B1和Alu序列低甲基化改变可能是其导致动脉粥样硬化发生发展的重要机制之一。

西藏牦牛和黑白花奶牛生长激素基因AluⅠ多态性的比较研究

利用聚合酶链式反应 (PCR)技术 ,测定了西藏牦牛和黑白花奶牛生长激素基因的AluⅠ RFLP (限制性内切酶片段长度多态性 ) ,并比较了2牛群的基因频率。在西藏牦牛和黑白花奶牛中 ,等位基因A的频率分别为 0 935和 0 90 5 ,等位基因B的频率分别为 0 0 65和 0 0 65 ,卡方检验差异不显著 (P >0 0 5)。

分支链DNA Alu技术定量检测败血症患者血浆循环DNA的表达

目的探讨血浆循环DNA(cf-DNA)水平定量检测在败血症诊断和败血症与全身炎症反应综合征(SIRS)鉴别诊断中的价值。方法利用分支链DNA Alu技术定量检测24例败血症患者、43例SIRS患者和73名健康人血浆cf-DNA的表达水平;绘制受试者工作特征(ROC)曲线评估血浆cf-DNA的临床价值。结果正常对照组血浆cf-DNA表达水平为68.56(12.56～309.78)ng/mL,SIRS组为609.67(15.98～2 596.87)ng/mL,败血症组为1 398.96(19.28～2 987.56)ng/mL,败血症组明显高于正常对照组(P<0.001)和SIRS组(P<0.001)。SIRS组与正常对照组、败血症组与正常对照组、败血症组与SIRS组的曲线下面积(AUC)分别为0.763(0.661～0.865)、0.955(0.884～1.025)和0.777(0.663～0.891)。结论血浆cf-DNA具有作为新的败血症诊断标志物的临床应用价值。

基于资源共享的ALU设计

文章结合ALU设计,提出了基于等价变换的资源共享设计方法。在分析了ALU功能的基础上,给出了一个资源共享型ALU设计实例。与基于指令功能设计方法相比,资源共享设计方法在节省资源方面有独到的优势。该设计方法不仅适用于基于HDL描述的现代设计方法,而且也适用于传统的原理图设计方法。

中国壮族和裕固族群体HLA Ⅰ类区域Alu插入多态性及其与HLA-A位点的相关性

近年来研究发现：位于HLAI类基因区域的Alu插入是研究不同群体HLAI类基因区域祖先单倍型和HLAI类基因多样性产生、进化和重组的理想工具。文章对中国壮族和裕固族群体HLAI类基因区域5个Alu插入多态性（AluMICB、AluTF、AluHJ、AluHG和Alu月-进行研究，结合HL4基因分型数据，分析壮族、裕固族、哈尼族、布朗族和傣族5个民族群体中Alu插入与m4卅等位基因的关系。研究结果显示：（1）壮族和裕固族人群中5个Alu插入频率范围分别为1．5％～35．8％和9．2～34．8％，AluMICB、AIuTF和AluHF插入频率在这两个群体中有统计学差异（P〈0．05）；（2）在5个研究的群体中，AluHG插入与H幽卅＊02的不同亚型关联；AluHJ插入与HLA-A＊2402在5个群体中都关联，但AluHJ与HLA-A＊1101和HLA-A＊2407只在布朗族中关联。表明不同群体HLAI类基因区域内Alu插入具有各自的特征，且Alu插入与不同的m4卅等位基因相关联。这种Alu插入及其与肌爿．爿的关联特征可作为研究群体中HLAI类基因和单倍型系谱变化的重要遗传标记。

多发性骨髓瘤细胞中一个新的Alu超基因家族成员的克隆与分析

根据Genebank收录的多发性骨髓瘤细胞株 (ARH 77)表达上调ESTAF4 97797设计引物 ,采用半定量RT PCR证实了多发性骨髓瘤患者及正常人骨髓细胞中该expressedsequencetags(EST)存在表达差异 .用ESTAF4 97797作探针筛选人胚肾cDNA文库 ,获得cDNA克隆经测序并用生物信息学方法对该序列进行了初步分析 .AF4 97797在多发性骨髓瘤患者骨髓中确有较高的表达 ,而在正常人骨髓细胞中低表达 .获得的全长cDNA克隆序列长 1 2 4 8bp(Genebank登录号 :AY0 94 6 1 2 ) .生物信息学分析显示该片段全长cDNA编码 4 4个氨基酸的蛋白产物且可能属于Alu家族成员 .基因AY0 94 6 1 2为一个在多发性骨髓瘤中表达上调的新基因 ,其改变可能与多发性骨髓瘤的发生与发展有关 .

大鼠类Alu重复序列的克隆及其在染色体DNA突变分析中的应用

从大鼠低Cot值DNA文库分离到一种类Alu的重复序列 ,命名为RALRS 1.对RALRS 1克隆并进行了测序 ,长度为 2 83bp ,发现其中含有单一的微卫星 (microsatellite)序列AG ,AGG和AGGG .RALRS 1DNA序列在大鼠单倍体基因组中的拷贝数为 15 0 0 0 0～ 330 0 0 0 .依RALRS 1中的一段序列合成了一 2 8寡核苷酸探针 (AGGG) 7,对大鼠正常组织和肿瘤组织DNA指纹谱分析时 ,不但能显示活动清晰的指纹谱带型 ,并能显示与正常组织间所存在的区别 .本研究证明我们所发展的方法能够快速而方便地获得同源重复序列探针 ,用于DNA指纹谱分析 .这类分析对研究基因组的变化提供了有价值的途径 .图 3参

一种支持SIMD指令的低功耗分裂式ALU设计

在面向多媒体运算的高性能、低功耗DSP芯片MD32设计中,支持SIMD指令的分裂式、低功耗ALU设计是实现其设计目标的重要环节。该文提出了利用基于资源共享的设计思想,以超前进位加法器(Carry Look-ahead Adder)为核心构造数据处理单元,完成算术以及逻辑运算,减少了ALU模块的面积,同时均衡了不同数据通路长度,并且采用先进行数据选择,而后进行数据处理的设计原则,降低不使用模块的活动度,减少了功耗。根据Design Power分析其综合后门级实现结果,芯片面积可减少8%,功耗可减少51%。

基于ALU架构的面积优化FIR滤波器设计

提出了一种新颖的基于ALU架构的FIR数字滤波器,这种架构采用存储器和计数器实现FIR滤波器的卷积运算。当FIR滤波器的阶数增加时,该架构的逻辑单元基本不变,存储空间仅线性增加,而不像传统分布式架构的存储空间呈指数增加。因此,这种基于ALU架构的FIR数字滤波器的等效逻辑门数大幅减少。FPGA综合结果表明,当FIR滤波器的阶数大于64阶时,基于ALU架构的FIR滤波器比传统分布式架构的滤波器使用更少的等效逻辑门数。

微控制器中ALU与移位逻辑的设计与改进

文章结合8位微控制器IP软核的设计,分析了指令系统的功能与特点,在算法级上对其处理器中数据路径进行了合理的调整与优化,并提出一种将ALU与移位逻辑并行设计的方法。较之于传统的串行设计方法而言,这种并行设计方法不仅描述简单,而且综合得到的电路降低了功耗,具有更快的运算速度,同时并不增加资源消耗。

Alu家族在法医DNA分析中的应用

Alu家族是灵长类特有的短散在重复序列,在人类基因组内含量丰富,分布广泛,甲基化程度高,有种属特异性和插入变异,为法医DNA分析面临的许多问题提供了潜在的解决途径。目前,Alu元件在法医DNA分析中的应用包括:DNA定量、种属鉴定、种族鉴定、性别鉴定、个体识别和亲子鉴定,以及全基因组扩增等。本文总结各种基于Alu元件的法医DNA分析技术的原理和特点,探讨Alu元件的法医学研究和应用前景,供相关学者参考。

广西巴马壮族长寿老人雌激素受体β基因RsaⅠ和AluⅠ多态性研究

目的探讨雌激素受体β基因RsaⅠ和AluⅠ多态性与人类长寿的关系。方法应用PCR-RFLP技术对广西巴马156例（年龄90-105岁,平均93.2岁,长寿组）健康壮族长寿老人和142例（年龄20-72岁,平均34.8岁,对照组）健康壮族成年人的ERβ基因RsaⅠ和AluⅠ多态性进行分型,分析各种基因型频率在长寿组和对照组之间的差异及其与长寿的关系。结果 ERβ基因RsaⅠ多态性在长寿组和对照组间差异明显,长寿人群中该基因突变型明显的偏低（25.6%vs43.0%,P〈0.05）;ERβ基因AluⅠ多态性在长寿组和对照组间无差异（P〉0.05）。结论 ERβ基因RsaⅠ位点多态性与人类长寿有着较为密切的联系,其具体作用机制有待进一步研究。

用序列周期性指数寻找Alu序列编码方式

将７２０条Ａｌｕ序列组成的序列库分成左臂、右臂和中间序列三个子库。应用Ｚ值算法对三个子库作周期性分析，并与外显子、内含子和随机序列作比较。结果表明，Ａｌｕ序列作为一种潜在的调控资源，可能具有八联体编码。利用本算法作核酸序列周期性分析并研究序列编码方式，有较好的准确性。

强直性肌营养不良症DMPK基因CTG重复序列与Alu±1kb单倍型研究

强直性肌营养不良(myotonicdystrophy,DM)是由于DMPK基因3′非翻译区CTG重复序列异常扩展所致的、主要累及神经肌肉系统的常染色体显性遗传病。在该基因的第8内含子中还存在一个Alu重复序列的1kb插入/缺失多态性,即Alu±1kb多态性。为了帮助阐明汉族人群中DM突变的起源,并为解释DM在不同群体中发病率的差异提供更多依据 ,本文从300例已知CTG拷贝数的正常汉族群体中随机挑选60例,首先通过PCR扩增确定其Alu±1kb多态性 ,然后对Alu±1kb和CTG双杂合的标本,采用长PCR方法先行扩增含Alu±1kb和CTG重复序列的DNA片段,再分别对含Alu( +)和Alu( -)的DNA片段中的CTG拷贝数进行常规PCR分析,以确定二位点的单倍型。结果表明60例正常人中二位点间呈连锁不平衡。其单倍型为:(CTG) 5 均与Alu( +)连锁 ;多数(CTG)11～14与Alu( -)连锁 ;在两个(CTG)≥19的等位基因中一个与Alu( +)连锁 ,另一个与Alu( -)连锁。各民族相关资料的比较提示 ,汉族人群中(CTG)11～14与非洲黑人的起源可能不同;(CTG)19～30/Alu-1kb在汉族人群中的频率远比欧洲人群的高 ;(CTG)19～30/Alu-1kb与(CTG)19～30/Alu +1kb在汉族人群中是以一定比例共存的 ;(CTG)19～30在不同民族间的起源不尽相同 ;如果从(CTG)5 到(CTG)19～30的假设成立的话 ,则很可能?

Alu家族与人类疾病

Alu序列是灵长类基因组内的特有的含量丰富的中度重复序列 ,由 30 0 bp的短序列所组成 ,在单倍体基因组中有30万～ 5 0万份拷贝 ,其间隔平均为 5 kb。到目前为止 ,对于 Alu序列的功能了解的还不多 ,据推测可能与基因转录的调节 ,hn-RNA的加工以及 DNA复制的启动有关。目前已发现众多的疾病与 Alu序列在基因组内的插入和不等同源重组有关 。