二代测序技术及其在法医遗传学中的应用

从DNA指纹图谱到STR复合扩增检验,30年来法医DNA工作者目睹着技术的深刻变革以及在此推动下案件侦查模式的巨大转变。自从二代测序技术问世以来,遗传学的研究方式已发生了巨大转变。但是相比其在癌症和遗传病诊断、基因组从头测序和重测序、转录组重测序、药物研制等领域的应用,二代测序在法庭科学领域的应用尚处于起步阶段。本文介绍二代测序的基本概念、发展历史和工作原理,综述了二代测序技术在STR分型、SNP分型、线粒体全基因组测序等几个重点领域近两年的最近动态,最后结合二代测序在法庭科学领域的应用展望提出可能遇到的挑战,希冀对相关研究和实践提供参考。

东亚族群中Y染色体D-M174单倍群的遗传多态性

目的研究Y染色体D-M174单倍群及下游分支在东亚族群的遗传多态性。方法收集东亚1426份无关男性样本,用微测序技术检测7个Y染色体D-M174单倍群及下游分支的Y-SNP位点,用DNATyperY26试剂盒检测22个Y-STR基因座,通过直接计数法、热图、系统发育聚类和网络图聚类进行单倍群分析,探讨Y染色体D单倍群遗传多态性分布、群体及样本间聚类关系。结果D-M174单倍群高频分布于西藏藏族人和日本人,分别为40.96%和35.71%,在西藏周边地区及其他地区呈现低频分布或无分布。结论Y染色体D-M174单倍群在东亚族群中具有明显的族群地域分布特征。

27重SNP复合扩增技术推断犯罪嫌疑人族群1例

1案例1.1简要案情某年1月,新疆生产建设兵团某师辖区内发生一起故意杀人案,嫌疑人作案手段凶残,死者被锐器刺穿颈动脉和气管,导致失血性休克死亡。

基于微流控芯片的InDel快速族群推断体系研究

目的QuickTargSeq全集成法医DNA现场快速检测系统是国内首台自主研制的现场快检仪,可应用于InDel族群推断检测,2 h左右完成“样本进-结果出”的快速自动化InDel分型。本文对InDel族群推断微流控芯片检测体系的性能进行评估,以期为实践应用提供参考。方法使用InDel族群推断微流控芯片检测体系,对体系的灵敏度、干扰物耐受性、成功率、分型准确率、精确性、准确性、峰平衡性及检材适应性进行验证评估,同时对测试样本的族群来源进行推断。结果138份样本的全集成检测成功率为95.65%,分型准确率为98.85%;DNA模板量≥5 ng时,可获得完整InDel分型,口腔拭子样本最佳采集次数为口腔内壁左右两侧各刮擦8次,血卡样本最佳检测方式为6片(Φ=2 mm);所有基因座的平均杂合子峰高比值为0.86;10次运行的等位基因分型标准物(allelic ladder)片段大小标准差均在0.3 bp以内,测试样本等位基因和相应的等位基因分型标准物之间的片段准确性均在0.5 bp以内。结论该体系可实现对口腔拭子、血卡、唾液卡及烟蒂样本的准确分型,能够准确推断样本的族群来源。

快速DNA检验技术及相关仪器的研究进展

基于微流控芯片技术的现场快速DNA检验仪具备"样本进-结果出"的潜能,能够实现无人为干预的自动快速检验。目前国外先后推出了RapidHIT 200、DNAScan(升级版产品为ANDE 6C)、ParaDNA?现场便携仪等商业化仪器,2小时可以完成全自动检测并生成STR图谱。美国联邦调查局(FBI)实验室自2010年起就致力于推动快速DNA检测项目的发展,同时对快速DNA检验的需求也越来越多。现就快速DNA检验技术及相关仪器的研究进展、验证评估情况以及相关标准、法案等进行简要介绍。

单管直扩38重祖先信息InDels体系的构建及其在微流控芯片系统的应用

本文基于插入-缺失多态性(insertion-deletion polymorphism,InDel)遗传标记,从相关文献和dbSNP库中筛选出38个在东亚、欧洲、非洲人群中具有等位基因频率差异的祖先来源InDel位点,同时整合Amelogenin位点和Y染色体STR(DYS439)位点,以辅助未知样本的性别鉴定,采用PCR-CE技术构建了可以区分三大洲际人群的单管直接扩增复合检测体系,该体系可与微流控芯片系统相结合,1.7 h内完成DNA样本自动化扩增和电泳分型,利用公共数据库1000Genomes中16个人群1 607名个体的分型数据对筛选的38个InDel位点进行初步评估;同时对构建的38-plex InDels体系的灵敏度、准确性、直接扩增能力进行验证评估;检测5种不同人群的779份样本和215份唾液卡、血卡的直接扩增样本,采用聚类分析和主成分分析方法,评价体系的推断准确性.结果表明该38-plex InDels复合检测体系分型准确,灵敏度达157 pg,能够对唾液卡和血卡直接扩增,可以区分三大洲际人群及其混合人群,能够准确推断待测样本的族群来源、估算祖先成分,且通过集成细胞裂解步骤将有望2h实现"样本进-结果出"式快速自动化InDel分型.

基于27-plex SNPs的四川地区四个族群遗传推断研究

目的基于27-plex SNPs族群推断体系对四川地区汉族、藏族、羌族及彝族四个族群遗传结构及成分进行研究。方法使用27-plex SNPs试剂检验四个族群1054份样本并获取SNPs位点分型,利用主成分分析、聚类分析及系统发育树综合分析族群间遗传关系,使用族群推断软件(DNA Ancestry Analyzer,DAA)推断样本的族群来源并统计推断结果的准确性。结果系统发育树显示四川汉族、藏族、羌族、彝族和其他东亚族群共同聚为一支;主成分分析和聚类分析结果显示四川汉族、藏族、羌族及彝族主要祖先成分均为东亚。除1例样本祖先来源不排除东亚或混合族群外,其余1053份样本均来源于东亚。结论四川地区汉族、藏族、羌族和彝族均为典型的东亚族群,藏族、彝族和羌族的遗传关系较近。使用27-plex SNPs族群推断系统对四川汉族、藏族、羌族和彝族进行遗传推断,结果可靠。

基于27-plex SNPs的内蒙古地区4个人群的族源推断研究

目的基于27-plex SNPs族群推断体系对内蒙古地区汉族、蒙古族、鄂温克族及达翰尔族的遗传结构及族群成分进行研究。方法使用27-plex SNPs试剂盒检验四个人群的989份样本并获取SNPs位点分型,利用STRUCTURE聚类分析、主成分分析及系统发育树综合分析人群之间的遗传关系,使用族群推断软件DAA v1.0(DNA Ancestry Analyzer,DAA)对族群来源进行推断,通过与已知样本信息对比,推断结果的准确性。结果STRUCTURE聚类分析和主成分分析结果显示调查的四个民族主要族群成分均为东亚(占92%以上);系统发育树显示四个民族与其他东亚族群的亲缘关系较近,聚为一支;除27份样本祖先来源被归为混合族群或不排除混合族群外,其余样本祖先来源均为东亚,推断准确率达97.27%。结论内蒙古地区汉族、蒙古族、达翰尔族及温克族均为东亚族群,蒙古族、达翰尔族及鄂温克族3个少数民族的遗传关系更近。使用27-plex SNPs族群推断系统对内蒙古地区汉族、蒙古族、达翰尔族及鄂温克族进行遗传推断,结果可靠。

基于38-plex InDels的青海地区三个族群遗传推断

目的基于38-plex InDels族群推断体系研究青海地区汉族、回族及撒拉族的族群成分与遗传结构。方法使用38-plex InDels复合扩增体系检测3个族群的220份样本并获取InDels位点分型,利用主成分分析、STRUCTURE聚类分析及系统发育树综合分析族群之间的遗传关系,使用族群推断软件DAA v1.0(DNA Ancestry Analyzer,DAA)对220份样本的族群来源进行分析,并与已知样本信息来源对比,计算体系推断结果的准确性。结果主成分分析和STRUCTURE聚类分析结果显示青海地区汉族、回族及撒拉族主要族群成分为东亚(占90%以上);系统发育树显示青海地区汉族、回族及撒拉族与其他东亚族群的亲缘关系较近,聚为一支;除4份样本祖先来源被归为欧亚混合族群外,其余样本祖先来源均为东亚或不排除东亚,推断准确率达95.24%以上。结论青海地区汉族、回族及撒拉族均为东亚族群,且青海地区回族和撒拉族相较青海地区汉族有着更近的遗传关系,使用38-plex InDels族群推断体系对青海地区汉族、回族及撒拉族进行遗传推断,结果可靠。