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      新一代測序SNP技術在法醫學中的應用

      • admin
      • 2019-12-06 11:59:26
      • 文章來源:未知
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      什么是SNP?
      SNP是單核苷酸多態性(Single nucleotide polymorphism)的簡稱,是基因組水平上單個核苷酸變異所引起的DNA序列多態性。SNP包括了人類基因組已知多態性的80%,是最常見的遺傳變異類型。SNP位點因其分布廣泛、突變率低、擴增片段短等特點使其具有較好的法醫學應用前景。

      SNP在法醫學中的應用 
      根據功能的不同,法醫學中常用的SNP可以分為高密度的個體識別SNP、先祖信息SNP、表型信息SNP等,通過檢測這些遺傳標記可以獲得更多的物證信息,為偵破案件提供幫助。
      一方面,SNP在法醫學上與選擇性STR位點有著同樣的功能——為身份鑒別提供基因信息。但與STR等重復序列多態性標記相比,SNP具有更高的遺傳穩定性。因此在身份鑒定和系譜推斷時出現突變的概率要小的多,從而達到更好的個體識別能力;此外SNP還可用于群體遺傳學中關于人類起源、進化、遷移的研究。
      另一方面,基因組中的STR多存在于內含子中,一般不具備功能,SNP則廣泛分布于基因組的外顯子和內含子中,通過全基因組關聯性分析,各國己經篩選出多個與虹膜顏色、頭發顏色、膚色等表型特征及人群來源相關的SNP位點。例如,北歐人的皮膚色素沉著比其他地區的人更淺,利用合適的數據庫可以定義不同區域人群的皮膚色素沉著程度,并將其作為始祖起源參照,那么淺膚色的證據樣本即可初步定位在北歐地區。在法醫學檢測過程中,通過SNP信息來推斷個體的生物地理起源,從而間接地提供一些一般的外貌信息。

      案例分析 
      迄今為止,研究人員已經成功闡述了多種色素沉著復雜多基因特性的遺傳基礎,為其他高遺傳性狀成因SNP的研究提供了希望,如身高和面部形態基因的應用將成為可能。
      這類基因檢測已經在2015年1月,成功協助偵破于2011年發生在哥倫比亞的一樁雙重謀殺案。因為該案沒有目擊證人,所以地方當局求助于法醫表型分析,SNP分析結果表明兇手是一個深色皮膚、棕色頭發和棕色眼睛的男性,為調查提供了線索。      
      目前類似的“人臉法醫系統”在執法部門有兩種主要應用:一是在沒有目擊證人和沒有傳統的DNA匹配情況下,縮小犯罪嫌疑人的范圍;二是可以描繪出身份不明者的遺體圖像。

      SNP的優勢與挑戰 
      雖然單個SNP多態信息含量不如多等位基因的STR,但高分布密度彌補了信息量的不足,二代測序低廉的價格和超高的測序通量為SNP分型提供了巨大優勢,使得高通量平行檢測SNP位點成為可能。
      由于SNP檢測結果只有陰性和陽性兩種,因而更利于自動化分型和確定基因頻率的實現。與此同時,二代測序的SNP體系對降解檢材分型效果優于基于PCR-CE平臺的STR、Mini-STR和Indel體系。

      在海量數據面前,如何準確地進行SNP分型,將是一個巨大的挑戰。利用二代測序數據進行SNP分型,困難主要集中于兩個方面:
      一方面是等位基因偏差導致的困難。對于低覆蓋度的測序,會導致雜合子中只有其中一條等位基因被測序,進而出現假陰性的情況。
      另一方面,針對大規模平行測序時,增加測序深度會導致成本急劇增加。
      因此,提出一個準確、適當的SNP分型閾值,是利用二代測序對大規模樣本進行SNP分型的重要補充。

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