SNP 检测方法及研究现状
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SNP 检测方法及研究现状
SNP 是指基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的 DNA 序列多态性 , 在群体中的发生频率不小于 1 % 。包括单个碱基的转换、颠换、插入和缺失等。所谓转换是指同型碱基之间的转换 , 如嘌呤与嘌呤 ( G2A) 、嘧啶与嘧啶 ( T2C) 间的替换 ; 所谓颠换是指发生在嘌呤与嘧啶 (A2T 、 A2C 、 C2G 、 G2T) 之间的替换。依据排列组合原理 ,SNP 一共可以有 6 种替换情况 , 即 A/ G 、 A/ T 、 A/ C 、 C/ G 、 C/ T 和 G/ T , 但事实上 , 转换的发生频率占多数 , 而且是 C2T 转换为主 , 其原因是 Cp G 的 C 是甲基化的 , 容易自发脱氨基形成胸腺嘧啶 T , Cp G 也因此变为突变热点。
SNP 在动物基因组中分布广泛 , 每一个核苷酸发生突变的概率大约为 10 - 9 。由于选择压力 ,SNP 在单个基因、整个基因组中以及种群间的分布是不均匀的。 SNP 在非编码区中要多于编码区 , 而且在编码区也是非同义突变 ( 有氨基酸序列的改变 ) 的频率比其他方式突变的频率低得多 [4 ] 。而基因间 , 同一种基因中的编码 SNP (coding SNP ,cSNP) 的数目也不相同 , 可从 0 ～ 29 个不等。多项研究同时发现不同种族间 SNPs 的数目也是不同的 , 非洲人群及非裔种族中 SNPs 数量最多 , 而其他种群的 SNPs 要少得多 , 因此通过比较亚群间等位基因的频率将有助于阐明种族的结构和进化。
人们对 SNP 的研究方法进行了许多探索和改进。 SNP 分析技术按其研究对象主要分为两大类 , 即 :
① 对未知 SNP 进行分析 , 即找寻未知的 SNP 或确定某一未知 SNP 与某遗传病的关系。检测未知 SNP 有许多种方法可以使用 , 如温度梯度凝胶电泳 ( TGGE) 、变性梯度凝胶电泳 (DGGE) 、单链构象多态性 (SSCP) 、变性的高效液相色谱检测 (DHPLC) 、限制性片段长度多态性 (RFL P) 、随机扩增多态性 DNA(RAPD) 等 , 但这些方法只能发现含有 SNP 的 DNA 链 , 不能确知突变的位置和碱基类别 , 要想做到这一点 , 必须对那些含有 SNP 的 DNA 链进行测序。
② 对已知 SNP 进行分析 , 即对不同群体 SNP 遗传多样性检测或在临床上对已知致病基因的遗传病进行基因诊断。筛查已知 SNP 的方法有等位基因特异寡核苷酸片段分析 (ASO) 、突变错配扩增检验 (MAMA) 、基因芯片技术 (gene chips) 等。由于人类基因工程的带动 , 许多物种都已开始了基因组的项目 , 并建立了大量数据库 , 比较这些来自不同实验室不同个体的序列 , 就可以检测到 SNP 。
目前 , 可供利用的公开 SNP 网上资源主要包括 :
① 由美国国立卫生研究院 ( National Institutes of Health ,NIH) 提供的主要是与癌症和肿瘤相关的
候选 SNP 数据库 : http :/ / cgap. nci. nih. gov/ GAI ;
② 由 NIH 开辟的适于生物医学研究的 dbSNP 多态性数据库 : http :/ / www. ncbi. nlm. nih. gov/ SNP ;
③ 德国的 HGBAS 网站提供的人类 SNP 数据库 :http :/ / hgbas. Cgr. ki. sei 等。另外 , 日本建立了 J STSNP 数据库 :http : / / snp. Ims. utolkyo. ac. jp ; 我国也于 2001 年底启动了 “863” 计划 , 进行中华民族基因组 SNP 系统目录的构建与研究 。
SN P s 研究现在正处于发展之中 , 虽然它有很好的前景 , 但目前仍存在不少问题 .
1. 复杂疾病相关分析中的问题
在 Skok lo ster 举行的国际 SN P 及复杂基因分
析会议上透露出许多问题 [ 2 ] , 利用 SN P 寻找致病基因的工作并不象最初想象的那样简单。研究者除需要大量的 SN P s, 有时需要弄清被研究人群的历史 , 如他们的迁移模式等 , 在对心脏病危险因素 L PL 基因的研究中 , 由于减数分裂中的基因重组 , 使 SN P 的关联分析很困难 ; Ro salind Harding 用 SN P s 研究镰刀细胞贫血的 B 球蛋白基因时也遇到了困难 , 她认为研究者除依靠 SN P 外 , 还需知道疾病的模式及被研究人群的历史。
2. 技术问题
目前虽然有大量检测 SN P 的方法 , 但大都价格昂贵 , 速度较慢 , 这限制了其在法庭科学中的应用 , 所以迫切需要有低成本 , 高生产率的新方法涌现。
3.SNP 命名问题
目前没有一个统一标准的命名方法 , 这对于 Y2SN P 来说尤为紧迫 , 由于不同 SN P 由不同实验室测定 , 现在至少存在 6 种不同的命名系统。
