Y-STR遺傳標(biāo)記在大家系中的突變

關(guān)鍵詞 法醫(yī)遺傳學(xué) Y-STR 基因突變 遺傳標(biāo)記 大家系

作者簡(jiǎn)介：古小玉，暨南大學(xué)司法鑒定中心，研究方向：法醫(yī)物證司法鑒定。

中圖分類(lèi)號(hào)：D918.9 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?DOI：10.19387/j.cnki.1009-0592.2020.04.107

遺傳基因檢測(cè)在法醫(yī)實(shí)踐應(yīng)用中得到推廣，尤其是親子鑒定等，均可通過(guò)遺傳基因檢測(cè)對(duì)被鑒定者之間的生物學(xué)差異提供科學(xué)的依據(jù)。同源基因存在于具有血緣關(guān)系的個(gè)體之間，血緣關(guān)系越近，其同源基因的短串聯(lián)重復(fù)序列（STR）基因座越多。而Y染色體短串聯(lián)重復(fù)序列（STR），也即Y-STR遺傳標(biāo)記通常以單倍型遺傳模式，自同一父系傳入子系，臨床上稱(chēng)之為“姓氏基因”，從而在親屬關(guān)系鑒定以及法醫(yī)個(gè)體鑒別上得到廣泛應(yīng)用。本文則選取一王姓大家系中男性Y-STR遺傳標(biāo)記作為研究對(duì)象，探索Y-STR基因座在大家系減數(shù)分裂等位基因遺傳過(guò)程中的突變。

一、資料與方法

（一）一般資料

選取一王姓父系家族為大家系，采集大家系內(nèi)163位男性個(gè)體口腔拭子樣本，其中含有137個(gè)男子為直系父子關(guān)系。163位男性共同祖先位王籍公，來(lái)在于王籍公第10-15世系的20個(gè)4-5代分支家系。

（二）材料

試劑盒分別為北京基點(diǎn)認(rèn)知技術(shù)有限公司生產(chǎn)的Goldeneye20A試劑盒;無(wú)錫中德美聯(lián)生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的AGCU-Y24熒光檢測(cè)試劑盒，美國(guó)AB公司生產(chǎn)的Yfiler復(fù)合擴(kuò)增試劑盒;遺傳分析儀器則選用美國(guó)AB公司生產(chǎn)的3500xl遺傳分析儀。

（三）方法

1.常染色體STR分型

首先對(duì)163位男性個(gè)體口腔拭子樣本進(jìn)行采集，為確定163位男性個(gè)體的親子關(guān)系，選用Goldeneye20A試劑盒對(duì)樣本進(jìn)行常染色體STR分型鑒定，以確定親子關(guān)系。PCR復(fù)合擴(kuò)增過(guò)程則嚴(yán)格按照Goldeneye20A試劑盒的操作說(shuō)明進(jìn)行，并選用美國(guó)AB公司生產(chǎn)的3500xl遺傳分析儀對(duì)PCR復(fù)合擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行分離，基因分型則選用GeneMapperID-X開(kāi)展。

2.Y-STR遺傳標(biāo)記分型

Y-STR遺傳標(biāo)記分型數(shù)量位22個(gè)，均選用AGCU-Y24熒光檢測(cè)試劑盒（亦稱(chēng)AGCU-Y24體系）進(jìn)行分型處理。AGCU-Y24體系涵蓋Yfiler體系（Yfile復(fù)合擴(kuò)增試劑盒）確認(rèn)的16個(gè)Y-STR遺傳標(biāo)記，其中16個(gè)Y-STR遺傳標(biāo)記分別為：DYS391基因座、DYS389I基因座、DYS439基因座、DYS389lI基因座、DYS438基因座、DYS456基因座、DYS458基因座、DYS437基因座、DYS635基因座、DYS448基因座、Y-GATA-H4基因座、DYS19基因座、DYS392基因座、DYS393基因座、DYS390基因座和DYS385a/b基因座。此外，新增6個(gè)標(biāo)記分別為：DYS449基因座、DYS527a/b基因座、DYS447基因座、DYS522基因座、DYS388基因座和 DYS444基因座。多拷貝基因座分別為DYS527a/b基因座和DYS385a/b基因座。將上述兩個(gè)多拷貝基因座分別是為一個(gè)完整的基因標(biāo)記。PCR復(fù)合擴(kuò)增過(guò)程則嚴(yán)格按照Goldeneye20A試劑盒的操作說(shuō)明進(jìn)行，并選用美國(guó)AB公司生產(chǎn)的3500xl遺傳分析儀對(duì)PCR復(fù)合擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行分離，基因分型則選用GeneMapperID-X開(kāi)展。

3.Y-STR遺傳標(biāo)記突變分析

比對(duì)163個(gè)王姓男子個(gè)體間AGCU-Y24體系與Yfiler體系之間的單倍型差異率和平均遺傳標(biāo)記差異數(shù)量，以此確定Y-STR遺傳標(biāo)記在王姓大家系中單倍型差異，進(jìn)而確定其突變狀況。

（四）統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)數(shù)資料借助x2檢驗(yàn)，用百分比（%）表示;計(jì)量資料采用（ （-）眘）表示，以t檢測(cè)。其中P<0.05代表差異顯著，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

二、結(jié)果

（一）Y-STR遺傳標(biāo)記突變結(jié)果

137對(duì)父子對(duì)經(jīng)常染色體STR分型確定其存在父子關(guān)系。經(jīng)Goldeneye20A試劑盒分型確認(rèn)，在CSF/PO基因座、D8Sll79基因座、PentD基因座以及THO1基因座分別發(fā)生1個(gè)常染色體STR突變事件，常染色體STR突變事件共計(jì)4例。常染色體STR突變平均發(fā)生率為1.54？0-3.Y-STR遺傳突變事件共計(jì)發(fā)生15例，其中DYS449基因座發(fā)生1例、DYS449基因座發(fā)生1例、DYS437基因座發(fā)生1例、DYS392基因座發(fā)生1例、DYS385a/b基因座發(fā)生1例，DYS389I基因座發(fā)生2例、DYS458基因座發(fā)生2例、DYS444基因座發(fā)生2例，DYS527a/b基因座發(fā)生4例，Y-STR遺傳突變平均發(fā)生率為4.98？0-3.不存在常染色體STR和Y-STR同時(shí)發(fā)生突變的父子對(duì)。

（二）單倍型差異在不同分支家系中的表現(xiàn)

經(jīng)AGCU-Y24熒光檢測(cè)試劑盒（亦稱(chēng)AGCU-Y24體系）進(jìn)行分型處理，在163個(gè)王姓男性個(gè)體重，Y-STR單倍型差異共計(jì)30種，經(jīng)Yfile復(fù)合擴(kuò)增試劑盒檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，Y-STR單倍型差異共計(jì)20種。從王姓家系分支統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，其中第二家系、第四家系、第五家系以及第十三家系存在相同的Y-STR單倍型，而第八家系和第十八家系的存在相同的Y-STR單倍型，第九家系、第十家系和第二十家系存在相同的Y-STR單倍型。剩余基因座則檢測(cè)出連續(xù)的等位基因，如在163個(gè)王姓男性個(gè)體中DYS439基因座分型為等位基因12或13，DYS3891基因座分型為等位基因28、29 或 30。

（三）兩個(gè)Y-STR分型體系的單倍型差異對(duì)比

163位王姓男性個(gè)體相互之間的減數(shù)分裂次數(shù)從1次至28次不等。每個(gè)減數(shù)分裂次數(shù)的樣本數(shù)目從24個(gè)至2080個(gè)不等，合計(jì)13200個(gè)減數(shù)分裂次數(shù)的樣對(duì)數(shù)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，Yfiler體系中RRHD的數(shù)值在不同減數(shù)分裂次數(shù)的樣本對(duì)間數(shù)最小值為0.058，最大值為1.000，Yfiler體系中RRHD的平均數(shù)值為0.910;AGCU-Y24體系中RRHD的數(shù)值在不同減數(shù)分裂次數(shù)的樣本對(duì)間數(shù)最小值為0.109，最大值為1.000，AGCU-Y24體系中RRHD的平均數(shù)值為0.923;Yfiler體系中ANMD的數(shù)值在不同減數(shù)分裂次數(shù)的樣本對(duì)間數(shù)最小值為0.059個(gè)，最大值為9.833個(gè)，Yfiler體系中ANMD的平均數(shù)值為6.582個(gè);AGCU-Y24體系中ANMD的數(shù)值在不同減數(shù)分裂次數(shù)的樣本對(duì)間數(shù)最小值為0.110個(gè)，最大值為14.833個(gè)，AGCU-Y24體系中ANMD的平均數(shù)值為9.825個(gè);Yfiler體系與AGCU-Y24體系的最大差異值為19個(gè)。且Yfiler體系與AGC U-Y24體系檢測(cè)體系在不同減數(shù)分裂次數(shù)中的RRHD數(shù)值存在顯著性差異（P<0.05），具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

三、討論

（一）Y-STR遺傳標(biāo)記在大家系中的突變

通過(guò)本次研究，137對(duì)王姓父子對(duì)大家系中，常染色體STR突變事件共發(fā)生4個(gè)，Y-STR突變事件發(fā)生15個(gè)，無(wú)論是常染色體STR突變亦或是Y-STR突變事件均為逐步突變。Y-STR差異在20個(gè)分支家系中均呈現(xiàn)連續(xù)等位基因，由此可見(jiàn)，Y-STR突變遵循逐步突變模式。在法醫(yī)個(gè)體鑒定和親子關(guān)系鑒定實(shí)踐中，父系親緣關(guān)系的鑒定會(huì)受Y-STR突變的影響，因此在發(fā)生1-3個(gè)Y-STR遺傳標(biāo)記差異的情況下，應(yīng)結(jié)合常染色體STR突變分型結(jié)果予以輔助確定，以此提高基因鑒別的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。

（二）Y-STR單倍型差異在不同減數(shù)分裂中的次數(shù)

本次研究，163個(gè)王姓男性個(gè)體分型中，AGCU-Y24體系檢測(cè)出22個(gè)Y-STR遺傳標(biāo)記，Yfiler體系檢測(cè)出16個(gè)Y-STR遺傳標(biāo)記。Yfiler體系獲取20種單倍型，AGCU-Y24體系獲取30種單倍型差異。Yfiler體系中RRHD的平均數(shù)值為0.910，AGCU-Y24體系中RRHD的平均數(shù)值為0.923，Yfiler體系中ANMD的平均數(shù)值為6.582個(gè)，AGCU-Y24體系中ANMD的平均數(shù)值為9.825個(gè);Yfiler體系與AGCU-Y24體系的最大差異值為19個(gè)。上述結(jié)果均表明，在多態(tài)性以及識(shí)別力方面，Yfiler體系與AGCU-Y24體系具有趨同性。王姓大家系中男性個(gè)體相互之間的RRHD數(shù)值伴隨減數(shù)分裂次數(shù)的增多而增加。

綜上所述，伴隨基因技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，生物學(xué)關(guān)系鑒定逐漸可以依靠基因檢測(cè)予以確定，在實(shí)際中法醫(yī)個(gè)體學(xué)鑒定以及親子關(guān)系鑒別等多采用基因檢測(cè)。其中染色體STR遺傳標(biāo)記在親子關(guān)系鑒別中應(yīng)用較為廣泛，但在單個(gè)人的親緣鑒定過(guò)程中，染色體STR遺傳標(biāo)記無(wú)法提供排除信息，為提高親緣關(guān)系鑒定的準(zhǔn)確性，需要參考親權(quán)概率值予以輔助鑒別，造成檢測(cè)準(zhǔn)確性和實(shí)效型不佳。本文通過(guò)對(duì)Y-STR遺傳標(biāo)記在大家系突變研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是常染色體STR突變亦或是Y-STR突變事件均為逐步突變。Y-STR差異在20個(gè)分支家系中均呈現(xiàn)連續(xù)等位基因，由此可見(jiàn)，Y-STR突變遵循逐步突變模式。Yfiler體系與AGCU-Y24體系檢測(cè)體系在不同減數(shù)分裂次數(shù)中的RRHD數(shù)值存在顯著性差異（P<0.05），具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在多態(tài)性以及識(shí)別力方面，Yfiler體系與AGCU-Y24體系具有趨同性。由此可見(jiàn)，Y-STR以單倍型遺傳模式自父系傳入子系，相同父系男性個(gè)體的Y-STR基因分型會(huì)因Y-STR突變而產(chǎn)生不同，且伴隨減數(shù)分裂次數(shù)的增加，Y-STR基因分型差異也隨之增加。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以借助Yfiler體系進(jìn)行縮減檢測(cè)范圍，開(kāi)展排查的基礎(chǔ)上，利用AGCU-Y24體系提高鑒別的實(shí)效性和準(zhǔn)確性。

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