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关键词： 转轮虫   种群遗传结构   谱系地理格局   基因流   巢式支序分析  

摘要： 种群遗传结构研究对于了解种群时空分布格局及其成因、种群适应与分化、物种形成与进化等具有重要意义。不同分子标记对物种种群遗传结构、系统发育及谱系地理学等方面的研究可能会产生不一致的结果，尤其是物种基因多拷贝变异的存在，这对物种的形成及进化具有重要意义。为了深入理解营专性孤雌生殖类群的物种形成、种群分化、谱系地理格局等进程，本研究选用转轮虫(Rotariarotatoria)作为研究对象，对我国东部转轮虫的种群遗传结构及其谱系地理格局展开研究。本研究首先以rDNAITS片段作为分子标记，以分子克隆方法为主要技术手段，分析了来自19个转轮虫体内的ITS序列特征，用以探明转轮虫体内ITS多拷贝的变异情况。在此基础上，结合mtDNACOI基因和rDNAITS片段，分析了我国东部6个地理区域内转轮虫的种群遗传结构及相应区域内有关环境因子对转轮虫种群遗传多样性的影响程度，以便揭示我国东部转轮虫种群的遗传结构和谱系地理格局。主要研究结果如下：　　1.转轮虫核DNA内转录间隔区(rDNAITS)的遗传特征　　本研究对19只转轮虫rDNAITS片段PCR产物的190个克隆菌落进行测序，最终获取ITS序列190条。分析结果表明，转轮虫体内的ITS1_ITS2序列具有较高的单倍型多样性和核苷酸多样性，以及高的遗传分化水平(Fst=0.5175)，个体间和个体内的遗传变异百分比相近，分别为51.75%、48.25%。此外，转轮虫个体内及个体间呈现出三种类型的ITS1_ITS2拷贝共存现象，分别为I、II和Ⅲ。II和Ⅲ型共存于同一轮虫体内，但两者发生的相对频率在不同个体内存在较大差异，表明其在不同的生境环境中具有不同的适应性进化趋势。II和Ⅲ型两类ITS拷贝间具有强烈的连锁不平衡，它们可能起源于最近的共同祖先，但这不适用于I型拷贝，I型拷贝独立存在于单只轮虫体内。基于ITS1_ITS2序列同源性分析结果表明，转轮虫与细菌、某些真菌及游荡盘网轮虫(Adinetavaga)间具有高度的遗传相似性，这可能归因于来自不同物种或环境生物的水平基因转移。本研究首次揭示了蛭态轮虫个体内存在ITS多拷贝变异，建议在今后的研究中使用多个ITS克隆序列进行系统发育分析。　　2.中国东部转轮虫的种群遗传结构　　为了更好地了解转轮虫的种群遗传结构，本研究采集了我国广州(GZ)、南昌(NC)、泰安(TA)、天津(TJ)、武汉(WHa)以及芜湖(WHu)6个地理区域的转轮虫样品，每个种群取20只个体，对其mtDNACOI基因进行PCR产物直接测序，并对rDNAITS片段的PCR产物开展分子克隆测序(3个克隆菌落/只)，最终获得120条COI序列及360条ITS序列。序列分析表明，我国东部转轮虫种群具有较高的遗传多样性，遗传分化程度也十分明显(Fstgt;0.25)。遗传变异中有51.41%的COI遗传变异及30.26%的ITS遗传变异来自种群间，48.59%的COI遗传变异及60.74%的ITS遗传变异来自种群内。可见，不同分子标记中来自种群间和种群内的遗传变异存在较大差异，这正是由于ITS片段在个体内存在多拷贝分化，而COI在个体内却呈单一序列的原因。基于COI基因的种群间的遗传距离远大于种群内的，而基于ITS序列的种群间的遗传距离却接近于种群内的。此外，基因流在转轮虫种群遗传分化过程中占有重要地位，通常种群间基因流小，其遗传分化程度大，反之亦然。总体上，转轮虫种群基于COI基因遵循中性进化模型，而基于ITS中性检验结果与之相反。系统发育分析表明，我国东部转轮虫种群具有多个遗传谱系，且COI及ITS的遗传谱系划分存在不一致性，含谱系数分别为8和12个。此外，种群内可由1~7个遗传谱系同域共存，这为蛭态轮虫多谱系局域共存的微系统地理格局提供了有利证据。　　3.中国东部转轮虫的谱系地理格局　　采用巢式支序分析和相关性分析，对我国东部转轮虫现有地理分布格局的历史成因以及环境要素在谱系地理格局形成中的作用进行探究。分析结果表明，基于mtDNACOI基因和rDNAITS序列重建的转轮虫谱系地理格局存在不一致性。尽管我国东部转轮虫种群具有较高的遗传分化水平，但Mantel检验表明，采用不同分子标记得到的种群间遗传距离与地理距离间的关系存在变化，其中基于COI基因的种群遗传距离与地理距离之间存在显著的相关性，而基于ITS序列的种群遗传距离与地理距离之间则无显著的相关性，这可能是由于种群间ITS序列存在雄性介导的基因流，而这不受到地理距离的影响。巢氏支序分析表明，基于COI及ITS构建的单倍型网络与系统发育分析结果之间具有不完全的一致性。网络Networka、Networkh、NetworkA及NetworkG中的单倍型至少分布于两个地理区域内，其余网络图中的单倍型分布均具有明显的地理区域性特征

关键词： 非综合征型遗传性耳聋   基因诊断   全外显子测序   遗传咨询   致病机制   耳聋遗传学诊断流程  

摘要： 目的:遗传性耳聋一般分为非综合征型耳聋和综合征型耳聋。其中非综合征型耳聋的遗传方式一般常见为常染色体隐性遗传及常染色体显性遗传。随着高通量测序等技术的进步以及人类对基因组认识的不断深入,遗传性耳聋致病基因的研究不断有新的发现,其致病机制的研究已不仅仅局限于中国人群常见的耳聋基因突变位点。本研究针对常规检测不明原因的遗传性非综合征型耳聋患者及家系成员扩大耳聋基因检测范围,查找出耳聋患者及家系成员致病机制,为耳聋患者及其家系成员提供准确的遗传咨询,为后续的临床诊断、治疗和预防提供理论基础,并对其有婚育需求的耳聋患者及家系成员进行指导,减少遗传性耳聋家系再发耳聋的风险,为有效实现遗传性耳聋的出生缺陷的一、二、三级预防、降低遗传性耳聋发生风险提供帮助。方法:收集非综合征遗传性耳聋患者及其家系的临床资料,进行遗传咨询,经知情同意后,采集耳聋患者及相关家系成员的外周血10ml,进行DNA提取及耳聋基因位点检测。通过基因芯片和全外显子测序进行基因检测,对被检测到的突变位点通过Sanger测序进行验证。根据检测结果及美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）指南致病等级分类,判定其致病性。根据最终的检测结果,再次对患者及家系成员进行详细的遗传咨询,对该家系有生育需求的先证者夫妇进行详细的风险评估、产前咨询、生育指导。结果:先证者（Ⅲ-3）及其丈夫（Ⅲ-4）进行全外显子测序结果:1、先证者:（1）检测出WFS1基因c.2051C＞T突变,WFS1基因在第8外显子上2051位碱基由胞嘧啶（C）替换为了胸腺嘧啶（T）,导致蛋白质水平上第684位的丙氨酸（A）错义突变为缬氨酸（V）,导致Wolframin蛋白功能丧失,引起迟发性常染色体显性遗传性重度耳聋。根据ACMG指南致病等级分类,WFS1基因突变评为可能致病。先证者母亲WFS1基因为野生型,先证者父亲由于病重,未进行基因检测,因此推测先证者的WFS1基因c.2051C＞T突变不排除来自父亲或为新发突变。（2）检测出GJB2基因c.235del C杂合突变,该突变来源于先证者母亲（Ⅱ-5）,同时对先证者母亲（Ⅱ-5）进行了基因芯片检测,检测出GJB2基因c.235del C/c.176-191del16复合杂合突变,导致先证者母亲（Ⅱ-5）先天性常染色体隐性遗传性重度耳聋,并对该突变位点通过Sanger测序进行了验证。2、先证者丈夫（Ⅲ-4）:（1）检测出SLC26A4基因IVS7-2A＞G纯合突变,SLC26A4基因发生剪切点突变,距第8外显子起始2个碱基处的第7内含子的腺嘌呤（A）替换为了鸟嘌呤（G）,导致不能正常剪接前体m RNA,从而影响了Pendrin蛋白的正常分子结构和生理功能,导致先天性常染色体隐性遗传性重度耳聋。该突变分别来源于Ⅲ-4的父母。（2）检测出CCDC50基因c.654＿655ins AA突变,CCDC50基因在第6外显子上654至655位碱基之间插入两个腺嘌呤（A）,导致蛋白质水平上发生移码突变,第219号氨基酸由天冬酰胺（N）突变为赖氨酸（K）,导致内耳细胞信号转导的效应因子功能异常,最终导致迟发性常染色体显性遗传性中-重度耳聋。根据ACMG指南致病等级分类,CCDC50基因突变评为可能致病。该突变来源于Ⅲ-4的母亲。3、上述突变均经过Sanger测序和/或基因芯片验证,结果一致。结论:1、找到了先证者家系的一个可能的致聋基因WFS1基因,并针对该基因进行了遗传咨询。同时发现该家系中的致病基因较为复杂,存在着不同的致病机制,家系成员在婚育时要进行详细的遗传咨询。2、对耳聋患者及家系在检测前、检测中以及检测后进行更加详细的遗传咨询十分重要。耳聋患者及家系成员详细的临床资料及家族病史,是基因诊断的依据和遗传咨询的基础。遗传咨询在耳聋遗传学诊断和临床干预中具有重要意义,应贯穿始终。3、建立完善的精准的耳聋基因诊断流程和策略,进行全外显子组测序技术（WES）可以提高耳聋致病基因的遗传学诊断效力。针对遗传性耳聋患者,当现有的已知基因已知位点的检测无法明确致病基因时,使用WES进行耳聋基因检测,可进一步提高遗传学诊断效率,有助于明确其耳聋致病原因和致病机制。

关键词： 肾细胞癌   VHL突变   TCGA   转录组关联研究   生物信息学分析   多囊肾病   PKD1   全外显子组测序   基因突变   生物信息学  

摘要： 遗传性疾病由基因组中的一个或多个异常引起的遗传问题,具有遗传性、难治性、终身性的特点,往往在出生时就被决定了（先天性）,也可后天发病。目前,人类已发现的遗传性疾病约4000种,而每年都有新的遗传疾病被发现。虽然遗传疾病相当罕见,发病率为几千到几百万分之一,但是其产生的危害性极其严重,给家庭和社会带来沉重的负担。遗传性肾病约占需要肾脏替代治疗的成人和几乎所有儿童的10%。肾脏的遗传疾病多种多样,包括染色体、单基因、多基因和多因素原因。除了常见的肾脏遗传疾病,部分肾脏癌症也是由于基因的累及变化发展来的。因此,了解遗传学和整个基因组及其在人群中的变异将为治疗和预防提供了基础。本研究第一部分对最常见的遗传性肾癌希佩尔-林岛综合征（Von Hippel-Lindau综合征,简称VHL综合征）的致病基因VHL在肾细胞癌中的细胞过程、预后和药物选择中的意义进行探索。TCGA数据库下载539例肾细胞癌（renal cell carcinoma,RCC）患者的信息,其中226例存在VHL突变。通过cBioPortal、GDSC对VHL突变后RCC的生存和药物敏感性进行分析。结果显示VHL突变后,VHL基因在RCC患者肿瘤组织中表达下调,并对药物的耐药性发生改变。进一步探索VHL突变的差异表达基因（DEGs）,鉴定出22个基因表达上调,670个基因表达下调。利用DAVID从功能层面分析被鉴定的692个DEGs,GO富集显示DEGs明显富集主要在肽酶活性、内肽酶活性、蛋白质水解、水解酶活性的负调控以及氯离子跨膜运输、PH调节等。KEGG富集主要在视黄醇的新陈代谢、细胞色素P450外源物质代谢、化学致癌性、补体系统等。使用GESA探索相关功能和通路,结果显示VHL突变Renin Angiotensin System（RAS）通路表现更加活跃,而VibrioCholeraeInfection、SteroidBiosynthesis、Cardiac Muscle contraction通路表现沉默。为了系统的分析VHL突变后的相关机制,通过String数据库筛选出蛋白互作网络,利用Cytoscape软件筛选hub基因,前10位的基因被确定为中枢基因,包括AHSG、ALB、APOA1、APOA2、SERP INC1、ITIH2、APOA5、SPP2、SERPIND1、KNG1,AHSG 在中枢基因中节点度最高。并对PPI网络中的最显著的三个基因模块进行功能注释分析,富集表明模块1-3主要与胆固醇代谢、胰岛素分泌、胰高糖素信号通路、神经递质受体活性的调节、信号受体活性的调节相关。综合以上结果,本研究认为肾细胞癌VHL突变可能影响其预后和疾病进展,在对VHL突变的RCC病人用药更加谨慎并进行个体化治疗。本研究确定了 RCC中与VHL突变相关的主要通路和基因,可能通过制定针对此类特殊亚型的治疗策略,为RCC治疗新靶点提供。本研究第二部分对一个44人的常染色体显性遗传性多囊肾家系进行分析。通过临床检查和B超检查结果确诊先证者多囊肾病,收集该家庭的临床资料,采用全外显子组测序（whole exome sequencing,WES）寻找该家系的致病突变,并在家系成员、100例正常人及100例终末期肾病患者中对检出的遗传变异进行一代测序验证。对突变基因进行生物信息学分析:采用SIFT和NCBI等对突变进行致病性与保守性分析,预测突变位点的致病性。使用SWISS-MODEL预测和绘制PKD1和突变后蛋白的结构。本研究发现先证者存在一个尚未报道的新突变C.9484delC,进一步的一代测序结果证实该家系中1例患者存在同样的突变,而家系中正常成员无此突变。生物信息学分析提示该移码突变使第3162位上的精氨酸变为丙氨酸,且终止密码子发生移位,蛋白序列从4302个氨基酸缩短到3314个氨基酸,蛋白结构发生极大变化,PLAT/LH2结构域受到破坏。同时该位点区高度保守,突变后可能致病。本研究报道了一个多囊肾PKD1基因新的突变位点,通过分子遗传学分析,对该位点的致病性进行分析,以推进多囊肾的诊断、遗传咨询和治疗。

关键词： 多组学技术   红平红球菌   低温降解   石油烃   紫花苜蓿  

摘要： 本论文分别从我国西北地区和东北地区几个大型油田采集了多份样品,研究了不同环境因子、土壤类型、养分及石油烃含量等对土著微生物群落结构和多样性的影响,挖掘了不同环境特征下的核心微生物群落,阐释了其形成的主要驱动因素。并从玉门油田典型沙质土壤中分离获得一株低温下能高效降解石油烃的红平红球菌菌株KB1,利用多相分类学方法和分子生物学技术等确定了其种属归类。同时,利用全基因组测序技术解析了其低温下降解石油烃类化合物的遗传学基础,基于转录组学、宏基因组学和代谢组学联用技术,挖掘了其潜在的降解各类型石油烃化合物的关键基因和代谢通路,为进一步研究该菌株降解石油烃的转录调控机制奠定了基础。在此基础上,利用盆栽技术分析测定了添加KB1菌剂后不同浓度石油烃污染土壤中紫花苜蓿对石油烃的生理学和生态学响应。并从土壤理化性质、酶系活性和植物生理生化特性及植物根系微生物群落等多角度基本探明了 KB1菌株-苜蓿联合修复体系降解石油烃的微生态响应机制。具体研究结果如下:1.采用高通量测序技术研究了辽宁抚顺油田(FS)、甘肃庆阳长庆油田(QY)和甘肃玉门油田(YM)不同土壤类型(黑土、黄土和沙土)、污染程度和环境因子协同塑造下的细菌群落结构和多样性差异。结果显示,采集自三个地区的16个样品在土壤养分和酶活上表现出较强的异质性,细菌归于239个门、508个纲、810个目、1417个科、2048属。Alpha多样性分析结果表明三个地区土壤样本中细菌丰度大小依次为QY>FS>YM。各地区核心菌群亦表现出显著的差异性,然而在石油烃污染物的胁迫下,各样本间细菌群落在门和属水平上呈现出一定的交叉性。总体而言,变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)等是具有较宽石油烃降解谱的优势细菌门。假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)、大洋芽孢杆菌属(Oceanobacillus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、布兰汉氏菌属(Alkanindiges)和链霉菌属(Streptomyces)等属水平下的细菌是石油烃类污染物主要的功能降解菌。Beta多样性分析结果阐明了空间距离限制和重复样本的随机变异可能是导致微生物群落结构差异的主要因素。偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析表明土壤细菌群落丰度与海拔、年降雨量和经度之间存在相关性,且随着年降雨量的增大,群落丰度大致呈上升趋势;而随着海拔的升高,细菌群落多样性呈下降趋势。2.甘肃玉门油田沙质土壤养分贫瘠,细菌的丰度和多样性亦较低,环境修复难度最大。采用平板划线法从玉门油田沙质土壤中分离获得一株具有耐低温、耐高盐性能和高石油烃降解率的菌株KB1,基于多相分类学法对其进行了鉴定,结果表明,KB1菌株为革兰氏阳性好氧微生物,呈短杆状或杆状。特征性氨基酸组分为meso-DAP(二氨基庚二酸)、Ala(丙氨酸)、Glu(谷氨酸)、Gly(甘氨酸)和Asp(天冬氨酸);全细胞水解物特征性糖组分为阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖和核糖;主要极性脂为双磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰肌醇甘露糖苷和一种未知磷脂酰极性脂;非极性类脂主要由甲基萘醌组成。进一步采用16S rDNA序列和gyrB序列构建系统发育树,从进化分支上显示该菌株属于红平红球菌,命名为Rhodococcus erythropolis KB1。3.研究了 KB 1菌株在不同温度、pH和盐浓度条件下的促进植物生长活性和有机物代谢能力。结果显示,环境条件对KB1生物学活性影响极其显著(P<0.001)。在30℃,pH 7.0,1%NaCl条件下,KB1菌株螯合铁载体能力达72.43%±0.20%、产IAA约10.50±0.67 mg/L、形成生物被膜约 0.81±0.02、固氮率约为 0.36%±0.01%、产甜菜碱 0.973±0.013 mg/(L.g);对长链烷烃的降解率可达到85%以上,且在原油胁迫中可以较好地生长,在30℃时,其最大降解率可达到64.47%±0.015%,而在低温环境中,其最大降解率仍可达到50%以上。由此说明,KB1菌株具有较强的环境适应性,有望被应用于石油烃污染环境修复中。4.联用基因组、转录组、泛基因组和代谢组技术,从多维度揭示了KB1菌株高效石油烃降解能力、良好的低温耐受性以及植物促生能力等主要生物学特性的遗传学基础。PacBio单分子长测序结果表明,KB1菌株的遗传物质主要包含1条染色体和3个质粒,共计6837个基因;编码单加氧酶、双加氧酶、芳基乙醇脱氢酶等石油烃降解相关的基因约 731个。其中,82个基因在二甲苯、氯环己烷、氯苯、萘等确定的石油烃组分降解

摘要： 近日,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究员王俊峰课题组与三家国外团队(教授黄韵、教授韩纲和教授周育斌课题组)合作,基于燕麦蓝光受体蛋白LOV2,进行了优化循环排列(Circular permutation)设计,获得了能够提供不同锁定界面的光控开关元件蛋白cpLOV2,进一步拓展了LOV2系列蛋白在光遗传学工程中的应用。研究人员利用cpLOV2,

关键词： 大渡裸裂尻鱼   遗传多样性   种群结构   线粒体Cytb   微卫星  

摘要： 大渡裸裂尻鱼(Schizopygopsis malacanthus chengi)是大渡河上游水系特有的鱼类,也是当地主要的经济鱼类。近20年来在大渡河流域规划修建22个梯级水电站,河道旁公路的扩建和散布的采砂点等将会对生态环境造成了一定程度的破坏,加上过度捕获,使大渡裸裂尻鱼等土著鱼的数量明显下降。因此,研究大渡河未开发流域大渡裸裂尻鱼的群体遗传多样性、遗传分化程度、遗传结构等方面的特征,对于掌握该流域特有鱼的遗传多样性原始数据和设立特有鱼栖息地保护区是非常必要的。本研究选用大渡河上游水系的脚木足河(JMZ)、则曲河(ZQ)、阿柯河(AK)和梭磨河(SM)4个大渡裸裂尻鱼地理种群为研究对象,基于线粒体细胞色素b(Cytb)基因序列和8个微卫星(SSR)分子标记对2个时期的大渡裸裂尻鱼进行遗传多样性和种群结构分析,研究结果如下:2017年冬季和2018年春季4个地理种群的研究结果中:2017年冬季基于线粒体Cytb基因序列对96尾大渡裸裂尻鱼共检测出32个单倍型,单倍型多样性h值依次为 0.949(JMZ)、0.926(AK)、0.880(ZQ)、0.343(SM),核苷酸多样性 π值依次为 0.2925(ZQ)、0.0752(AK)、0.0310(JMZ)、0.0004(SM),ZQ、AK和JMZ都属于高单倍型多样性、高核苷酸多样性的模式,具有丰富的遗传多样性水平。而SM单倍型多样性和核苷酸多样性水平都较低。基于微卫星数据结果显示,4个大渡裸裂尻鱼种群的微卫星位点均呈高度多态性。各项遗传多样性参数显示,ZQ种群的有效等位基因数(Ne=1.103)、Shannon指数(I=0.134)和期望杂合度(He=0.076)等均处于较高水平,AK、JMZ和SM种群次之,且3者相差不大。2018年春季捕获的76尾大渡裸裂尻鱼共检测出24个单倍型,单倍型多样性h值依次为 0.956(AK)、0.833(ZQ)、0.786(JMZ)、0.246(SM),核苷酸多样性 π值依次为 0.0252(JMZ)、0.0139(AK)、0.0017(ZQ)、0.0003(SM),AK 和JMZ都属于高单倍型多样性、高核苷酸型多样性的模式,ZQ属于高单倍型多样性、低核苷酸多样性的模式,遗传多样性水平都较为丰富。SM单倍型多样性和核苷酸多样性水平都较低。基于微卫星数据的遗传多样性显示与2017年一致的结果。2017年冬季分别基于线粒体Cytb基因序列和微卫星的AMOVA分析显示,遗传变异都主要发生在种群内部(68.42%和93%)。计算两两群体间的遗传分化指数(Fst),结果显示,基于线粒体数据除AK&JMZ呈现中等程度的遗传分化(0.050.15)。基于微卫星数据除SM与其它种群都存在中等程度的遗传分化(0.050.15)。基于微卫星数据的Fst显示与2017年类似的结果。2017年冬季遗传结构分析,基于线粒体数据的系统发育树和单倍型进化网络图均显示,4个大渡裸裂尻鱼种群可分为3个遗传组分,即(部分ZQ种群)、(部分ZQ、AK和JMZ)和(SM种群);基于微卫星数据的Structure聚类和PCA分析均显示SM种群相对独立聚集在一起,ZQ、AK和JMZ种群聚集分布,且呈现明显的混杂情况。2018年春季样品分析线粒体数据结果显示,4个大渡裸裂尻鱼种群可分为3个遗传组分,即(部分AK种群)、(部分AK、ZQ和JMZ)和(SM种群)。基于微卫星数据的Structure聚类和PCA分析均显示与2017年类似的结果。通过比较两个季节基于微卫星和线粒体Cytb基因序列对大渡裸裂尻鱼种群遗传多样性、遗传分化和遗传结构的研究结果,发现两个季节研究结果是基本一致的。基于2种分子标记的研究结果虽存在细微差异,总体趋势一致。总体结果表明除SM种群基于线粒体标记的遗传多样性水平较低外,其余种群基于2种分子标记的遗传多样性都较为丰富。线粒体数据4个群体间遗传分化都较明显,微卫星数据表明SM与(ZQ、AK、JMZ)遗传分化明显,ZQ、AK、JMZ群体间遗传分化均不明显。4个地理种群在遗传结构上都被分为3个群组,但微卫星比线粒体数据的遗传结构分析更混杂。以上结果还显示,核遗传与母系遗传的进化速度并不是一致的,母系遗传的分子进化速度多高于核基因。故母系遗传分子受地理环境的影响(如海拔、气候等因素)要大于核遗传分子,推测可能与大渡裸裂尻鱼偏

关键词： 遗传学  

ISBN: (纸本)9787040558579

摘要： 本书内容包括遗传学的学科基础、经典遗传学、统计遗传学、微生物遗传、可遗传变异、现代遗传学、核外遗传、群体遗传和进化、表观遗传等。全书由绪论和14章正文组成。绪论介绍遗传学的概念、研究任务、诞生和发展, 以及在科学研究和生产发展中的作用; 第1章讲述遗传的细胞学基础; 第2章和第3章讲述经典遗传学; 第4章讲述数量性状的遗传; 第5章和第6章讲述染色体变异; 第7章讲述微生物的遗传; 第8章讲述基因结构与表达调控; 第9章讲述基因工程; 第10章讲述基因组学; 第11章讲述基因突变; 第12章讲述细胞质遗传; 第13章讲述群体遗传与进化; 第14章讲述表观遗传。

关键词： Rolandic癫痫   皮层形态学   灰质体积   抗癫痫药物   易感基因   MRI  

摘要： Rolandic癫痫是儿童期最常见的癫痫综合征,儿童期在个体发育尤其是脑发育过程中尤为关键,脑发育受累已成为临床和家庭关注的重点。脑发育受影响的因素有内源性(遗传因素)和外源性(癫痫活动和抗癫痫药物)因素,对Rolandic癫痫脑发育内在规律及与外在影响关系的认识,是全面、客观评价癫痫发生发展过程的关键。本研究拟分别从儿童整体脑发育轨迹、内源性遗传因素、外源性药物因素等多角度,阐述Rolandic癫痫脑发育异常在疾病中的因果机制。目的:①观察Rolandic癫痫皮层发育轨迹及因果驱动关系。②探讨发育相关基因对Rolandic癫痫脑发育的调节作用。③探讨抗癫痫药物对Rolandic癫痫皮质形态学发育的影响,及其与癫痫发作控制之间的因果关系。方法:①分析70例未用药Rolandic癫痫患儿和83例正常儿童的形态学MRI数据。分析两组儿童各自的发育曲线。应用因果结构协变方法探讨癫痫源区对不同脑区皮层形态学改变的因果效应。②纳入75例Rolandic癫痫患儿及75例正常儿童,检测脑发育相关易感基因,采用多基因位点评分纳入ELP4、PAX6基因,分别进行基因×疾病2因素方差分析,比较灰质体积的基因×疾病交互效应,并基于感兴趣区行对全脑的功能连接,再观察脑功能连接的基因×疾病交互效应。③共纳入118例Rolandic癫痫患儿(包括抗癫痫药物组及未用药组)及70例健康儿童。比较三组之间的皮质形态学差异(皮层厚度等),分析癫痫发作及抗癫痫药物对皮质形态学变化的相关性。使用因果中介模型分析抗癫痫药物、癫痫发作和皮质形态学变化三者之间的因果关系。结果:①相对于正常组,Rolandic癫痫患儿表现为癫痫源区及其他脑区灰质体积的增加(GRF校正,p<0.01)。随年龄增加,患儿组表现出不同的发育曲线。因果结构协变显示,Rolandic区是对前额叶皮质和前扣带回等发挥因果作用的驱动点。②疾病×基因交互效应脑区位于双侧Rolandic区(GRF校正,p<0.01),事后检验分析提示:患儿组的中风险组较低风险组灰质体积增加。在右侧Rolandic区与全脑功能连接中,疾病×基因交互效应脑区位于左侧额中回(GRF校正,p<0.01),事后检验分析提示:患儿组的中风险组较高低风险组功能连接减低。③与对照组相比,未用药组皮层厚度显著增加(GRF校正,p<0.01)。相对于未用药组,药物组皮层厚度减低(GRF校正,p<0.01);药物组的皮层厚度变化与药物治疗时间呈负相关(r=-0.441,p<0.001)。在抗癫痫药物对癫痫发作控制的因果效应路径中,Rolandic皮层的形态学改变发挥中介效应。结论:①Rolandic癫痫患儿表现为癫痫源区及其他区域灰质体积的增加。随着疾病时程的影响,患儿表现出异常的皮层发育轨迹。Rolandic区与其他脑区的发育异常存在因果驱动关系,Rolandic区是hub点。②ELP4、PAX6多基因效应与疾病因素共同调节RE癫痫源区的结构发育异常及功能连接变化,ELP4与PAX6基因并未显示出显著加性效应,可能存在基因间的抑制效应。③Rolandic癫痫患儿表现为Rolandic区皮层厚度的异常增加。抗癫痫药物可以调节Rolandic区皮质形态的重塑,皮层重塑可能部分中介抗癫痫药物对癫痫控制的因果效应。

关键词： 染色体异常   遗传咨询   再生育指导  

摘要： [目 的]对遗传咨询患者进行染色体核型筛查和细胞遗传学病因分析,结合其病史及目前最新遗传学研究进展,为其进行遗传咨询和再生育指导提供帮助。[方 法]选取2019年1月至2020年12月因不孕不育、复发流产及辅助生殖失败等生殖问题而就诊的患者,收集其临床资料,开展外周血染色体核型检测,在320-400条带水平进行染色体核型分析,结合临床数据、外周血染色体核型分析结果进行统计分析,并针对不同的染色体核型分析报告和病因分析结果进行遗传咨询和再生育指导。[结 果]3814例患者中,214例染色体核型存在一种或多种外周血染色体核型分析结果异常情况,染色体异常者占检测总数的5.61%。在异常者中,性染色体数目及结构异常76例,占异常总数的35.51%;常染色体数目及结构异常者72例,占33.64%;染色体多态性74例,占34.58%。性染色体异常包括:性染色体数目异常66例,包括特纳综合征(Turner Syndrome,TS)13例、超雌综合征1例、超雄综合征1例、克氏综合征(Klinefelter Syndrome,KS)51例;性分化异常4例,包括XX男性综合征2例、XY女性综合征2例;性染色体结构异常11例,包括重复、缺失、等臂、平衡易位。常染色体异常包括:常染色体数目异常12例,3例为三体、9例为罗伯逊易位;染色体平衡易位28例,部分与性染色体之间发生易位;常染色体片段倒置29例;其它常染色体结构异常4例,包括插入、片段增加、衍生染色体。染色体多态性包括:次缢痕或染色体阴性部位变异25例;随体区变异34例;大Y染色体4例;小Y染色体11例。[结 论]遗传咨询患者中存在一定比例的染色体异常,往往与不孕不育、不良妊娠及性发育异常等有关。早发现、早治疗对染色体异常患者的预后改善尤为重要。有配子异常可能而且反复妊娠丢失或出生异常儿的患者,可采用胚胎植入前遗传学诊断(Preimplantation Genetic Diagnosis,PGD)或产前胎儿染色体核型分析,筛选出染色体正常的胎儿,帮助患者获得自己的正常后代。

关键词： MN1基因突变   功能丢失性效应   功能获得性效应   单纯性腭裂   综合征型智力障碍  

摘要： 【目的】我们收集了一个唇腭裂家系及一个综合征型智力障碍家系,通过对各家系先证者进行全外显子组测序检测,发现各先证者分别携带MN1基因c.2253del:p.G752Afs*12及c.3734del:p.L1245fs突变。为解释检出的两个MN1基因突变所致疾病的临床表型的差异及致病原因,我们对此MN1两个突变进行了体外功能试验,拓展了MN1基因突变所致疾病的临床表型谱以及初步探讨了其致病机制。【方法】1.临床资料分析:以我们在临床上收集的一个唇腭裂家系及一个综合征型智力障碍家系患者及其各个家族成员为主要研究对象,详细收集并分析各家系成员的临床表型。2.基因检测:抽取两个家系中所有成员的外周血并提取DNA,对各家系的先证者行全外显子组测序,应用多种生物信息学软件对发现的MN1基因突变进行蛋白质功能预测,同时进行sanger测序验证及家系共分离验证。3.功能研究:从家系1所有成员的外周血中提取淋巴细胞,检测野生型及c.2253del突变型MN1的RNA及蛋白表达情况;通过构建野生型和家系2中患者携带的c.3734del突变型MN1基因质粒,将其分别转染至HEK293T细胞后,检测体外野生型和突变型MN1表达情况。采用免疫荧光检测MN1亚细胞定位,使用流式细胞术、CCK8试验检测细胞生长情况。【结果】1.家系1中的两名患者具有腭裂、传导性耳聋等相同临床表型(先证者于妊娠4+月时发现其胎儿也存在硬腭发育异常),家系2中的患者主要表现为喂养困难、言语延迟以及面部畸形,家系1中患者的临床表型与已报道的CEBALID综合征的临床表型有明显区别,而家系2中的患者符合CEBALID综合征的临床表型。2.检出家系1先证者携带MN1基因c.2253del(p.G752Afs*12)突变,该突变符合家系共分离。检出家系2先证者携带MN1基因c.3734del(p.L1245fs)突变,该突变为新发突变。3.通过RT-RNA定量分析及Western Blot检测家系1患者及健康成员外周血淋巴细胞中MN1的RNA及蛋白表达,发现突变型MN1的RNA及蛋白表达均减少。通过体外转染HEK293T细胞的功能实验证实,家系2中c.3734del突变型MN1亚细胞定位在细胞核内,与野生型MN1相同,但c.3734del突变型MN1蛋白在核内聚集增加,且c.3734del突变型MN1蛋白抑制细胞增殖、促进细胞凋亡的作用更强。【结论】1.我们在两个临床表型不一致的家系中发现同一MN1基因不同位置的突变,分别为c.2253del:p.G752Afs*12和c.3734del:p.L1245fs,拓展了MN1突变谱。2.两个家系同为MN1基因突变,其临床表型的不一致可能是由于存在致病机制的差别,即家系1可能为功能丢失性机制致病,而家系2为功能获得性机制致病。