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前言:
位于Y染色体内的性别决定基因(sex-determining region on the Ychromosome,SRY)是性别发育时期的关键基因。胚胎时期的SRY基因表达至一定的阈值后便可触发下游一系列的分子瀑布反应,激活雄性通路相关基因,直接或间接地抑制雌性通路相关基因,最终导致睾丸发育,雄性性别形成。人类的SRY基因位于Y染色体短臂非重组区,全长897bp,结构基因只有一个外显子而无内含子。开放阅读框架(open reading frame,ORF)全长615bp,表达产物为长204氨基酸的多肽。多数学者人为将SRY的结构基因分为三个部分,分别是位于核心的HMG盒(high-mobility group,HMG)及其上游的N端(N-terminal domain,N-TD)与下游的C端(C-terminal domain,C-TD)。SRY基因普遍存在于绝大多数哺乳动物体内,不同哺乳动物HMG-box的序列相对保守,而N-TD和C-TD无论是长度上还是序列都具有较大的差异。
SRY基因本身具有睾丸基因的高突变率的特点,同时由于SRY基因位于Y染色体非重组区,可以逃避减数分裂时期的基因重组和基因互换。因此,变异位点更易在SRY基因内部富集和稳定地遗传。子代SRY基因由父代遗传而来,很好的保留了父代的特征,代表了种族或群体内部的遗传组成。此外,由于Y染色体有效群体小,对遗传漂变敏感,因此,SRY基因在基因渐渗和族群迁徙的研究中至关重要,是人类群体遗传学研究领域的热点基因。SRY基因内部含有丰富的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs),SRY-SNP的群体特异性和种族地理特异性很强,易于形成群体特异性多态,是研究人类父系迁移和进化的理想遗传标记。
本研究通过调查SRY基因在中国5个不同群体中的分布情况,掌握SRY基因的相关法医物证学基础数据,探讨其在法医物证学中的重要意义,同时为人群迁移和人种进化提供新的理论依据。同时,本研究还通过调查不同性别以及不同种属动物个体体内的SRY基因分布,探讨其在法医学性别鉴定及种属鉴定方面的应用价值。
材料和方法:
1、样本来源人类样本为中国辽宁汉族、吉林朝鲜族、西藏自治区藏族、新疆维吾尔族自治区哈萨克族和维吾尔族健康男性为实验组样本,女性血液样本为对照组样本。动物样本为不同种属来源的动物血液与肌肉样本,其中实验组包括哺乳纲灵长目的人,偶蹄目的猪、牛、山羊、绵羊,奇蹄目的马、驴,对照组包括食肉目的猫、狗,啮齿目的鼠,兔形目的兔,两栖纲的蟾蜍,爬行纲的蛇,鱼纲的鱼,鸟纲的鸡。
2、样本处理血液样本干燥后制成血痕放置不同时间,肌肉样本以高温(水煮、油炸、火烤、干燥)处理不同时间,并将两种肌肉样本以不同比例混合处理。
3、实验方法采用酚-氯仿有机溶剂法提取基因组DNA,紫外分光光度法检测DNA含量。自行筛选引物扩增人基因组SRY序列,应用PCR-RFLP和测序技术分析的SRY+465基因型。自行筛选引物扩增动物基因组种属特异性SRY序列,聚丙烯酰胺凝胶电泳-银染技术分析单一扩增体系的灵敏度、特异性和稳定性并检测多重PCR扩增体系的特异性及其对混合样本的检出能力。
结果:
1、5RY+465在中国地区的北方汉族、藏族、维吾尔族、哈萨克族群体中不具有多态性,在朝鲜族群体中具有多态性,等位基因C的频率为0.61,T的频率为0.39;DP值为0.4870,多态性信息含量PIC值为0.4870,PE值为0.4870。
2、应用自行设计的SRY基因种属特异性引物构建的PCR-SSP分析方法,成功扩增了猪、山羊、绵羊、人、马、牛和驴共7种哺乳动物雄性个体SRY基因,相同种属雌性个体及不同种属动物均未检出相应扩增产物,因此根据扩增产物的有无可以正确判定它们的种属来源。PCR-SSP分析方法的灵敏度检验结果表明,猪、山羊和牛扩增体系对模板的最低检出量为1ng,绵羊、人、马和驴扩增体系对模板的最低检出量为0.5ng。PCR-SSP稳定性检验结果显示,血液和肌肉组织可获得成功扩增。
3、应用自行构建的SRY基因复合扩增体系对猪、山羊、绵羊、人、马、牛和驴共7种哺乳动物雄性个体扩增均获得相应的目的基因片段,无非特异性扩增。应用SRY基因复合扩增体系检验混合样本时,较低组分的最小检出比例为1∶50。
结论:
1、SRY+465位点在朝鲜族群体中有较好的遗传多态性,在北方汉族、藏族、维族和哈萨克族群体缺乏多态性,提示SRY+465位点可作为群体特异性遗传标记的候选遗传标记,在人类遗传学及法医学中具有一定意义。
2、本研究构建的SRY基因PCR-SSP分析方法,种属特异性好,灵敏度高(0.5ng~1ng),稳定性好,可同时鉴定常见生物检材的种属和性别,在法医物证学中具有一定的应用价值。
3、本研究构建的SRY基因复合扩增种属鉴定方法,同时对猪、山羊、绵羊、人、马、牛和驴共7种哺乳动物雄性个体扩增,种属特异性好,扩增结果稳定,极大的提高了检出效率,尤其是对混合样本的检验中,具有较高的检出能力,在法医物证检验中具有一定的价值。
位于Y染色体内的性别决定基因(sex-determining region on the Ychromosome,SRY)是性别发育时期的关键基因。胚胎时期的SRY基因表达至一定的阈值后便可触发下游一系列的分子瀑布反应,激活雄性通路相关基因,直接或间接地抑制雌性通路相关基因,最终导致睾丸发育,雄性性别形成。人类的SRY基因位于Y染色体短臂非重组区,全长897bp,结构基因只有一个外显子而无内含子。开放阅读框架(open reading frame,ORF)全长615bp,表达产物为长204氨基酸的多肽。多数学者人为将SRY的结构基因分为三个部分,分别是位于核心的HMG盒(high-mobility group,HMG)及其上游的N端(N-terminal domain,N-TD)与下游的C端(C-terminal domain,C-TD)。SRY基因普遍存在于绝大多数哺乳动物体内,不同哺乳动物HMG-box的序列相对保守,而N-TD和C-TD无论是长度上还是序列都具有较大的差异。
SRY基因本身具有睾丸基因的高突变率的特点,同时由于SRY基因位于Y染色体非重组区,可以逃避减数分裂时期的基因重组和基因互换。因此,变异位点更易在SRY基因内部富集和稳定地遗传。子代SRY基因由父代遗传而来,很好的保留了父代的特征,代表了种族或群体内部的遗传组成。此外,由于Y染色体有效群体小,对遗传漂变敏感,因此,SRY基因在基因渐渗和族群迁徙的研究中至关重要,是人类群体遗传学研究领域的热点基因。SRY基因内部含有丰富的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs),SRY-SNP的群体特异性和种族地理特异性很强,易于形成群体特异性多态,是研究人类父系迁移和进化的理想遗传标记。
本研究通过调查SRY基因在中国5个不同群体中的分布情况,掌握SRY基因的相关法医物证学基础数据,探讨其在法医物证学中的重要意义,同时为人群迁移和人种进化提供新的理论依据。同时,本研究还通过调查不同性别以及不同种属动物个体体内的SRY基因分布,探讨其在法医学性别鉴定及种属鉴定方面的应用价值。
材料和方法:
1、样本来源人类样本为中国辽宁汉族、吉林朝鲜族、西藏自治区藏族、新疆维吾尔族自治区哈萨克族和维吾尔族健康男性为实验组样本,女性血液样本为对照组样本。动物样本为不同种属来源的动物血液与肌肉样本,其中实验组包括哺乳纲灵长目的人,偶蹄目的猪、牛、山羊、绵羊,奇蹄目的马、驴,对照组包括食肉目的猫、狗,啮齿目的鼠,兔形目的兔,两栖纲的蟾蜍,爬行纲的蛇,鱼纲的鱼,鸟纲的鸡。
2、样本处理血液样本干燥后制成血痕放置不同时间,肌肉样本以高温(水煮、油炸、火烤、干燥)处理不同时间,并将两种肌肉样本以不同比例混合处理。
3、实验方法采用酚-氯仿有机溶剂法提取基因组DNA,紫外分光光度法检测DNA含量。自行筛选引物扩增人基因组SRY序列,应用PCR-RFLP和测序技术分析的SRY+465基因型。自行筛选引物扩增动物基因组种属特异性SRY序列,聚丙烯酰胺凝胶电泳-银染技术分析单一扩增体系的灵敏度、特异性和稳定性并检测多重PCR扩增体系的特异性及其对混合样本的检出能力。
结果:
1、5RY+465在中国地区的北方汉族、藏族、维吾尔族、哈萨克族群体中不具有多态性,在朝鲜族群体中具有多态性,等位基因C的频率为0.61,T的频率为0.39;DP值为0.4870,多态性信息含量PIC值为0.4870,PE值为0.4870。
2、应用自行设计的SRY基因种属特异性引物构建的PCR-SSP分析方法,成功扩增了猪、山羊、绵羊、人、马、牛和驴共7种哺乳动物雄性个体SRY基因,相同种属雌性个体及不同种属动物均未检出相应扩增产物,因此根据扩增产物的有无可以正确判定它们的种属来源。PCR-SSP分析方法的灵敏度检验结果表明,猪、山羊和牛扩增体系对模板的最低检出量为1ng,绵羊、人、马和驴扩增体系对模板的最低检出量为0.5ng。PCR-SSP稳定性检验结果显示,血液和肌肉组织可获得成功扩增。
3、应用自行构建的SRY基因复合扩增体系对猪、山羊、绵羊、人、马、牛和驴共7种哺乳动物雄性个体扩增均获得相应的目的基因片段,无非特异性扩增。应用SRY基因复合扩增体系检验混合样本时,较低组分的最小检出比例为1∶50。
结论:
1、SRY+465位点在朝鲜族群体中有较好的遗传多态性,在北方汉族、藏族、维族和哈萨克族群体缺乏多态性,提示SRY+465位点可作为群体特异性遗传标记的候选遗传标记,在人类遗传学及法医学中具有一定意义。
2、本研究构建的SRY基因PCR-SSP分析方法,种属特异性好,灵敏度高(0.5ng~1ng),稳定性好,可同时鉴定常见生物检材的种属和性别,在法医物证学中具有一定的应用价值。
3、本研究构建的SRY基因复合扩增种属鉴定方法,同时对猪、山羊、绵羊、人、马、牛和驴共7种哺乳动物雄性个体扩增,种属特异性好,扩增结果稳定,极大的提高了检出效率,尤其是对混合样本的检验中,具有较高的检出能力,在法医物证检验中具有一定的价值。