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基本方案2 PCR 分析多态位点实验

最新修订时间:

材料与仪器

待检个体的全血样本
细胞休克溶液 核裂解缓冲液 SDS 蛋白酶 K 饱和NaCl溶液 乙醇 TE 缓冲液 微型琼脂糖凝胶 标准 DNA 浓度溶液 溴化乙锭
Vacutainer 管 孵育仪

步骤

尽管基于 Southern 的 RFLP 检测是一种很有效的、近乎艺术级的确定生物学关系的手段,但 PCR 技术在常规的父子关系的检测中越来越常用。商业化的用于多态区间扩增的试剂盒包含了使用生产商预制的酶溶液、各种缓冲液和引物的方案,以及它们对 DNA 浓度、时间和 PCR 扩增循环次数的建议;然而需要特别指出的是不同位点的扩增可能需要对一般的扩增条件做一定的修订,这由进行此项工作的实验室自行决定。PCR 分析的所有方案以 gDNA 开始,因此,如果 RFLP 分析要与 PCR—同进行的话,在进行限制性酶切之前(基本方案 1,第 1 步)需要把起始生物学样品各自分开,备 PCR 分析用的样品留待扩增使用。

表 9.6.2 为通过 RFLP 与 PCR 方法进行父子关系检测的比较。

ASO 探针

最常用的基于 ASO 的系统是已商业化的 AmpliType PM + DQAl PCR Amplification and Typing 试剂盒,其包含所有的实验指导,以及扩增和分型 6 个独立位点需要的反应组分(表 9.6.3)。

序列特异性探针条带在父子关系检测中并不常使用,主要在于其相对低的排除率及购买试剂盒费用较高。但其在法医学个体确认中仍然有用,此时需要匹配整个遗传物质的遗传方式而不是单个等位基因,得到的是不同的统计学数据。对 3 个不同个体以及阴性、阳性对照个体的多位点标记物分析的结果如表 9.6.4 所示。

扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AmpFLP)

特定的引物与每个待检个体的非消化 gDNA 特异结合扩增,根据其中重复片段的大小不同可将 AmpFLP 分为两类。长串联重复片段(longt and omrepeat,LTR) 和短串联重复片段(Shortt and omrepeats,STR) 都有可变数目的重复片段,均可通过 PCR 进行分析。

长串联重复

LTR 的重复片段大小在 10?80bp,其等位基因大小在 300~1000bp,杂合度在 95% 左右。

短串联重复

在个体确认的检测中所用的 STR 大多是 4bp 的重复单位,等位基因大小在 100~350bp,杂合度一般在 65%?85%。表 9.6.5 列出了一些常用的 STR。更多此类位点的信息可以访问:http://www.promega.com/tbs/tmd008/tmd008.html。

电泳和检测

手动系统

在手动系统中,尽管有一些高分辨率的琼脂糖凝胶可用,但 PCR 产物最常用聚丙婦酰胺凝胶电泳,如 MetaPhor 和 NuSieve(FMCBioProducts)。准确的条件取决于要分离产物的大小和给定的溶液条件(如附录 3F、CPMB 单元 2.5A 或 Sambrook^a/.,1989)0 半自动系统

LTR 和 STR 的 PCR 产物也可通过半自动系统进行分离、检测和分析。该系统包括基于凝胶的、整合电泳、检测和分析于一个功能单元(PCR 片段必须是荧光标记的)和荧光显像系统。

自动系统

在著此书时,用于 LTR 和 STR 分析的唯一完全自动的系统就是通过毛细管电泳 (capillary electrophoresis,CE)。正如其名称所暗示的,电泳是在毛细管而不是在玻璃板之间进行。CE 的缺点在于目前只有单毛细管系统可用,所以一次只能进行一个样品的分析。尽管如此,因为 CE 可在一个比常规高出许多的电压下进行,其可在 20 min 左右的时间内完成片段的分离,这可以弥补其通量有限的缺点。

支持方案1 全血 gDNA 的制备

支持方案2 母亲及声称父亲的 DNA 图谱数据的阐述、统计学估算和报告

下列程序概述了同时具有母亲和声称的父亲双方的样品时,对单位点D N A 图的阐 述和估计以确定亲子关系。 1 . 比较小孩和其母亲及声称的父亲的D N A 条带大小。如果属于亲本的条带不在分辨阈 值 ( delta,即分子质量百分值,各实验室可自行确定,如 约 2. 5 % 条带大小)范围 内,则认为他们不相匹配。 2. 对于每个检测的D N A 探针,在该位点确定其声称父亲是否可被排除。对于一个给定 的探针,如果孩子的父源条带( 即该条带与母源条带不符)与声称父亲的条带相符, 则在该位点不能排除声称父亲为生物学父亲( 详细的可能非排除性方式列表可参见 Morris衫W ., 1989)。如果孩子的父源条带不与任何声称父亲的条带相符,则可在 该位点排除此声称父亲。 3•所有检测探针的信息分析完毕后,按照下列方针判断是否排除声称父亲为生物学 父亲。 a. 最少可由两个探针组成一个父子排除。按照第7 步准备父权报告。 b. 如果两个探针不能排除声称父亲,则按第4〜6 步进行父权数据的统计学分析。 4.对于每个声称父亲不能排除的探针,按以下公式计算父子指数( 即声称父亲生育给 定基因型后代的可能性与同种族随机非相关个体生育该后代可能性的比值) : P l= X /Y 产里X 代表母亲与声称父亲婚配生育孩子基因型的可能性( 即孩子从母亲和父亲获 得相应遗传片段的频率的结果) ; Y 则是母亲与声称父亲同种族随机非相关个体婚配 生育孩子基因型的可能性( 即孩子从母亲和声称父亲同种族随机非相关个体获得相 应遗传片段的频率的结果) 。 D N A V I E W 通过精确的协同电泳模式,将孩子父源等位基因的人群频率整合到 Y 值^ 中 ( Brenner and Morris, 1989)。 该计算方法整合了一个Sig m a 值,该值以分 子质f 的百分值来估计不精确测量的量。该值必须由每个实验室确定。典型的范围 为 〇. 〜1. 2 % 。关于获得等位基因频率的替代方法见单元4。 5. 计算联合父权指数( PIcombingd),该值自单个探针的?1值得出。 6. 基于第5 步 中 _ 合 PI働 憤 父 系 鎌 率 (w )。 W = P X PIcombined . V i E3 夕 X P I c o m b b e d + 1 — p 7 率「 般给定中间值〇.5 (对验概率的讨论见支持方案3)。 报告。每 个 标 細 父 紐 告 应 傭 以 下 信 息 : 被检者的关系; 母亲与声称父亲的种族; 报告日期; 实验室编号;
R F L P 方法:检测位点名称、探针名称、所使用的限制性内切核酸酶; P C R 方法:每个扩增的D N A 位点名称、所使用的引物对的名称或来源; 每个被检者条带大小的结果; 排除:如果声称父亲被排除为生物学父亲,则应指明不相符事实; 非排除:如果声称父亲不能排除为生物学父亲,则需指明单个PI值、联 合 PI值、 使用的先验概率及父权概率; 实验室主任签名。

支持方案3 特殊父权关系个案的 DNA 图谱的阐述、统计学估算和报告

尽管绝大多数情况下父子关系鉴定会包括母亲、小孩和声称父亲,但仍有部分情况 孩子的一个或两个家长无法进行检测( 即家系研究或亲属关系研究) 。另外,也存在其 他有关生物学关系的疑问( 如孪生接合性、同胞关系、可能的乱伦关系) 。这些问题可 以通过V N T R D N A 分型解决。 商业化的计算机程序已用于家系研究的遗传信息分析( 如 D N A V I E W , Traver Paternity Software) 。 通过输人关系假设、备选假设 ( 即同卵双生对异卵双生)和每个个 体的基因型,程序将生成一个代数公式,该公式描述关系假设的可能性( 概率)对备选 假设的可能性。 缺乏母亲样品情况 当被检测的男性个体与小孩相符而母亲未检测,则 PI值减去因子2。当声称父亲 为杂合子并与未检测母亲为同一种族时,父权指数按PI= V 切计算,这里g 定义为在 男性个体种群中一个随机样本中找到同一等位基因( Q ) 的可能性。通常g 值是此种群 中该等位基因的精确频率。如果声称父亲是纯合子,则 PI= l/2g。如果声称父亲和孩 子都是纯合子, PI= 1/心 如果未检测的母亲与声称父亲的种族不同,则不能按上述将方程式简化,必须整合 孩子的两个种群来源的等位基因( Tmver, 1996)。 当没有检测母亲,务必注意声称父亲与母亲没有密切的亲缘关系。如果母亲未检测 而声称父亲是其亲属,则声称父亲有可能会被错误地认定为孩子的生物学父亲,他与孩 子相同的特征性片段实际上都来自孩子母亲。 缺乏父亲样品情况 如果声称父亲不能做检测,则他各个明确关系的生物学亲属可代替他进行检测,推 算可能性比值或亲属关系指数(relationship index, R D ; 尽管如此,必须明确R I 描述 的是孩子和检测个体之间的可能关系而不是和未检测的男性间的直接关系。 在选择检测个体时,必须保证检测个体与未检测的声称父亲之间确切的生物学关 系。当检测声称父亲的男性亲属时也要相当谨慎,以排除他们是可能的声称父亲
<img src=”http://img.dxycdn.com/trademd/upload/userfiles/image/2016/08/B1470039207068k2th4fwjuepng_small.jpg“ _cke_saved_src=”http://img.dxycdn.com/trademd/upload/userfiles/image/2016/08/B1470039207068k2th4fwjuepng_small.jpg“ style=”width: 446px; height: 620px;” alt=”检测声称父源祖父母 祖父母与孩子共有的肯定的父源等位基因数目(obligate paternal alleles, O P A ) 可 与 R I 值整合,简化为公式: RI= 祖父母的O P A 数值/4g。 检测声称父源祖父母之一 此类型的检测只能通过上述的计数声称祖父( 母)的可能O P A (0、 1 或 2),再加 上 ^ 。有必要考虑未检测的声称祖父( 母)具有相同O P A 的可能。因此数字化的结果 要再除以4。如果检测的声称祖父( 母)为杂合子并具有0 P A ,则公式为R I= l/2 + 1 / 2 ^ 如果检测的声称祖父( 母)不具有〇 P A ,则公式为RI= O.5。 检测声称父亲的所有同胞 通过检测一定数量声称父亲所有同胞可以重建声称祖父母的基因型。当检测一个同 胞时,四个祖父母的等位基因只确定了两个。如果这个同胞是纯合子并与孩子有相同的 等位基因,则关系方程式为RI= l/ 2 + l/2g。如果声称父亲的同胞是杂合子,与孩子有 相同的0 P A ,则 RI= l/ 2 + l/切。如果孩子与声称父亲的同胞没有共同的特征性片段, 则关系指数为0. 5。 孪生子分型 根 据 Brenner (1997),当双毛子为杂合时用来评估遗传学证据的公式为RI=(l + p + q+ 2 pq)/4, p 和 q 为总览中两条条带的频率。如果同一总览与一条条带的频率是纯 合的公式变为R I=(l + q)2/4。 如何确定具有亲属关系的待确认父亲的亲子关系 如果待确定父亲不能被确定为生物学父亲,并且很可能待确认父亲的某个近亲也有 可能是孩子的父亲,则该亲属也应被检测。如果无法检测该父亲,可以使用下列等式来 确定该未检亲属与这名孩子的亲子关系的可能性。 如果这名孩子带有一个与其待确认父亲相同的等位基因,且该父亲是个杂合体,那 么遗传学上,该待确认父亲比其兄弟、父亲、儿子更可能成为这名孩子的父亲的概率是 RI= 2 / ( l+2

来源:丁香实验

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