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等位基因特异性基因表达检测,测试的遗传协会的功能基础


JoVE 2279 11/03/2010

Wellcome Trust Centre for Human Genetics, University of Oxford

遗传协会经常保持在功能级别上的原因不明。这种方法的目的是,通过分析细胞转录单核苷酸多态性杂合子基因表达,以评估的表型相关的遗传标记的影响。该技术可以精确测量,用MALDI - TOF质谱定量等位基因特异性引物延伸产品。

Other articles by Silvia Paracchini on PubMed

分层高通量 Snp 位点的基因分型进行质谱 TOF 质谱的人类 Y 染色体。

人类 Y 染色体的单核苷酸多态性基因分型高吞吐量,我们建立了使用底漆扩展/质谱光谱方法 (查明测定)。118 标记被用来定义 116 haplogroups 和打字主办,在层次结构的方式。设立了二十多路复用 PCR/底漆延长反应和可以向单倍群 r1b 只有两至五这些多重分析与分配每个样本。一个酶单 aliquot 被发现对聚合酶链反应和底漆扩展名就足够了。我们注意到在盲验证测试准确率 100%。技术从而提供 Y 基因分型、 可靠、 成本效益和自动化的方法和使用分层策略的优点可以应用于任何 DNA 部分缺乏重组。

Y-chromosomal DNA 变异在北非主要新石器时代原产地。

我们键入了 275 名男女从五个群体在阿尔及利亚、 突尼斯和埃及一套 119 二进制标记和从 Y 染色体,15 微型卫星,我们有摩洛哥人口从已发布的数据和结果进行了分析。非洲北部 Y-chromosomal 多样性的地理结构和符合预期下分离的距离模型的模式。自相关分析揭示东西方克莱因的遗传变异,延伸到中东和兼容德米奇扩张的一个假设。这种扩张必须涉及的 Y 染色体要在向西,伴随的 Y 单倍群 r1b E3b2,频率增加基因多样性减少的数量相对较少,但基因流动必须一直保持解释观察到的模式的分离的距离。因为到最近共同的祖先 (TMRCAs) 的最常见的 haplogroups 倍的估计是相当近,我们建议北非模式的 Y-chromosomal 的变化是很大程度上的新石器时代的起源。因此,我们建议从中东德米奇扩散的讲 Afro Asiatic 的牧民伴随新石器时代过渡时期的世界的这一部分。

相关阅读障碍来自联合王国和美国的家庭中的染色体 6p22.2 77 Kilobase 区域。

已到染色体区域的连锁分析映射几个数量性状位点 (数量性状位点) (阅读 [RD] 残疾) 发展性阅读障碍的影响。最一致复制的方面是联系的染色体上 6 p 23-21.3。我们用于关联分析来自联合王国的 223 兄弟姐妹以标识基础 QTL 6p22.2 上。我们协会的研究涉及跨越 TTRAP 基因和周边无基因 KIAA0319 的前四个用 77 kb 区域。该地区也是协会的直接上游的第三个基因,THEM2。在兄弟姐妹从英国,第二个示例以及基于双 sibships 从科罗拉多州独立样本中,我们发现这些协会的证据。一个主路风险单体具有频率大约为 12%,英国和美国的样本中发现。单倍型不由任何蛋白质编码基因多态性,尊敬的和,因此的功能变异可能涉及基因的表达。QTL 影响广泛的阅读相关的认知能力,但对这些样品中的一般认知性能有无重大影响。此外,QTL 的影响可能很大程度上限于严重的阅读障碍范围。

诵读困难与相关联的染色体 6 P 22 单倍型减少了 KIAA0319,一个参与神经细胞迁移的新基因的表达。

诵读困难是影响大约 5%的适龄入学儿童的童年最普遍认知障碍之一。我们最近发现了与诵读困难上相通的 TTRAP 基因和部分的 THEM2 和 KIAA0319 染色体 6p22.2 关联风险单倍型。在这里我们显示存在风险单体型,减少了 KIAA0319 基因的表达,但其他两个基因的表达仍然不受影响。我们使用原位杂交技术,在发展中国家的鼠标和人类胎儿脑大脑皮层中检测 KIAA0319 基因非常独特的表达模式。此外,大鼠宫内的 Kiaa0319 表达的干扰导致发展中国家脑大脑皮层受损神经细胞迁移。这些数据表明特定的遗传背景,导致发展性阅读障碍的生物学机制之间的直接联系: 风险对染色体 6p22.2 单倍型下规定了所需的过程形成的脑大脑皮层神经元迁移的 KIAA0319 基因。

外显子在人类指南交易轨迹 10 单倍型特异性表达。

组成的外显子 10 + 微管相关蛋白 (指南交易) 沙头角存款的老年斑纠纷是神经退行性疾病进行性麻痹 (PSP) 和 corticobasal 变性 (CBD) 的特点。PSP、 生物多样性公约 》 和最近阿尔茨海默病和帕金森病的与指南交易 H1 型的单体型关联但基因型与疾病之间的关系仍不清楚。在这里,我们调查的假说 H1 表示更多的外显子 10 + 指南交易 mRNA 相比其他单倍型,H2,导致神经变性 H1 载体中更易感性。我们对两个 H1/H2 杂合性人类神经元细胞和从两个大脑区域的 14 H1/H2 杂合性控制个别剖脑组织执行特异性基因的表达。在组织培养和验尸脑组织中,我们展示了指南交易 H1 单倍型表示更多的外显子 10 + H2 比指南交易 mRNA。验尸脑组织,我们显示总表达水平的指南交易从 H1 和 H2 是不明显不同,但 H1 染色体表示到 1.43-fold 的多个外显子 10 + H2 苍白,高度受 tauopathy 的大脑区域比指南交易 mRNA (最大的外显子 10 + 指南交易 H1:H2 誊本比率 = 1.425,SD = 人民币,P < 0.0001)和 1.29-fold 的多个外显子 10 + H2 额叶皮层比指南交易 mRNA (最大的外显子 10 + 指南交易 H1:H2 谈话内容比例 = 1.291,SD = 0.315,P = 0.006)。这些数据可能解释的 H1 载体的敏感性增加到神经变性和建议指南交易遗传变异与神经退行性疾病的发病机制的潜在机制。

诵读困难遗传的词汇。

阅读能力被后天只有通过具体的教学和培训。大部分的儿童无法实现正常的智力能力尽管这些技能和一个适当的机会来学习。在学习阅读困难是到目前为止仍然知之甚少的大脑特定机能失调所致。然而,人们认识到阅读障碍,或阅读障碍的神经基础由遗传因素引起中很大一部分。联系研究成功地确定了人类基因组的诵读困难港易感基因的可能性的几个区域。在过去几年已有令人振奋进展位于内三个四个候选基因的鉴定与联系染色体区域: 15 号染色体、 3,染色体上的 ROBO1 和 KIAA0319 和 DCDC2 6 号染色体上的 DYX1C1。这些基因的功能研究提供新的见解,对发展性阅读障碍和一般情况下,认知的生物机制。

剪接的阅读障碍相关基因 KIAA0319。

6 P 22 号染色体的 KIAA0319 基因一直与发展性阅读障碍密切相关。在这篇文章中我们通过北部污点分析显示这个基因在人类成人大脑中的广泛的表达模式。我们还进行 RT-PCR 分析来检测在人脑中的替代拼接的变体。检测到的变种的大多数涉及剪接的 5' 和 3' 末端用。在大约相同的速率检测 5 ' UTR 长度不同的两种主要形式。外显两种变体 (B 和 C) 缺乏子 19,编码跨膜域,是那些预言要编码蛋白之间检测到的主要替代形式。这两种变体可以分泌和可能参与信号转导功能。类似的 RT-PCR 分析表明只有一些变种的剪接相当于那些被发现的人类基因的小鼠和大鼠成人大脑中执行。

Y-chromosomal 在印度的种姓制度的遗传影响的见解。

种姓制度在印度的印度教社会已持续了约三千五百年。像是 Y 染色体,种姓定义在出生时和男性不能更改其种姓。为了调查这一系统的遗传后果,我们分析了 227 的印度裔男子,已知的种姓,从占浦北方邦区 141 和 86 从印度的其余部分的示例中男性沿袭变化。我们键入 131 Y-chromosomal 二进制标记和 16 微型卫星。我们找到男性下部结构惊人证据: 尤其是,婆罗门和 Kshatriyas (但不是其他种姓) 从占浦每个显示低多样性和一个不同簇的单倍型的主导地位。这些调查结果证实遗传隔离和漂移内都有可能造成的社会因素和创始人影响在江布尔上层阶级。在其他种姓,可能有较大的有效种群大小,和/或少严格的隔离。

诵读困难相关基因 KIAA0319 编码高度 N 和 O 糖化血浆膜和分泌的酶。

KIAA0319 基因一直最近与发展性阅读障碍相关联,并能够参与神经细胞迁移所示。推导出的 KIAA0319 蛋白包含几个多囊肾病疾病 (PKD) 域,可能调解神经元迁移过程中神经元和神经胶质纤维之间的相互作用。我们以前所报告的几个备选的拼接案文存在,其中有些预计将影响推导出的蛋白。在此研究中,我们一个构造包含主窗体 (A) 和两个备选案文 (B 和 C) KIAA0319 的表达上调。我们展示全长 KIAA0319 (A) 是一种我等离子膜蛋白、 符合其建议功能的神经元迁移的拓扑。KIAA0319 的寡聚状态是主要二聚,和这种情况取决于蛋白质,特别是跨膜 (TM) 域和周围序列区域富含半胱氨酸。KIAA0319 是高度不同哺乳动物细胞株糖化。中部地区包括 PKD 域是 N-糖基化。此外,短片段 N 终端向 PKD 域包含黏蛋白类型 O-糖基化。两个备选异构体是可溶性蛋白缺乏 TM 域和有趣的是,只有异构体 B 分泌出来的。KIAA0319 删除蛋白质缺乏 TM 域也被分泌。这些结果表明 KIAA0319 不仅在细胞间的相互作用,信号可以参与。

与阅读技能一般人口中的 KIAA0319 诵读易感基因关联。

作者先前发现 6 p 22 都可定义三个单核苷酸多态性 (SNPs) 的阅读障碍 (阅读残疾) 在两个独立样本的家庭,其中包括至少一个同级有严重的阅读障碍是相关联的染色体上的单倍型。作者还显示此单倍型关联的 KIAA0319 基因表达减少。此外,完全独立的研究检测到 KIAA0319 标记和阅读障碍之间的关联。在当前的研究中,作者测试是否 KIAA0319 基因影响一般民众,而不是局限于阅读障碍影响了阅读技能。

诵读困难与关联常见变量减少了 KIAA0319 基因的表达。

无数的遗传关联研究有牵连 KIAA0319 基因在人类染色体 6 p 22 诵读困难易感性的关系。致病的 variant(s) 仍不得而知,但既然有牵连 (1) 诵读关联单倍型减少表达的 KIAA0319,并跨越外显子 1 的 KIAA0319 地区找到了 (2) 最强协会可能调节基因表达。在这里,我们测试 variant(s) 负责减少 KIAA0319 表达式位于接近的基因转录的风险单倍型启动站点的假说。我们确定了七个单核苷酸多态性对风险单倍型立即上游的 KIAA0319 和决心其中三个是强烈关联与阅读相关的多个性状。我们使用荧光素酶表达构造包含 KIAA0319 上游区域,最小启动子和额外指认转录调节区域特点。这表明的轻微的等位基因的 rs9461045,这在我们的示例中显示最强关联与诵读困难 (最大 p 值 = 0.0001),赋予两个神经元与非神经元细胞系减少荧光素酶表达。另外,我们发现此 rs9461045 诵读困难相关等位基因的存在核蛋白质结合为创建的网站,可能转录消声器华侨城 1。撞倒华侨城-1 使用 siRNA 神经元细胞系 SHSY5Y 中的表达 KIAA0319 表达式从还原风险单倍型近观察到的从非风险单倍型。我们的研究从而查明了常见的变种,作为改变诵读候选基因的功能,并提供举例剖析复杂的遗传特性的分子基础所需的战略方针。

CMIP 和 ATP2C2 调节语音短时记忆中的语言障碍。

特定语言障碍 (SLI) 是常见的发育障碍困难尽管否则为正常发展语言习得中和在没有任何明显的解释性因素的特点。我们执行 SLI1,区域显示极为重要和具有一致挂钩措施通常在 SLI 受损的语音短期记忆复述出来的染色体 16q 高密度屏幕。使用语言障碍的两个独立样本,一个基于家庭 (211 家庭),另一个从极端语言措施 (490 例) 的基础上的人口组群中选择,我们协会的两个基因中检测到 SLI1 区域: c maf 诱导蛋白的编码 (CMIP,minP = 5.5 x 10(-7) 在 rs6564903) 和,编码钙运输 ATPase、 type2C、 member2 (ATP2C2,minP = 2.0 x 10(-5) 在 rs11860694)。回归建模表示每个这些基因位点施加非单词重复能力独立影响。尽管有语言障碍的样品一致的结论,在大型调查未选定的队列 (n = 3612) 没有检测到协会。因此,我们建议 CMIP 和 ATP2C2 的变种行事要调节语音短时记忆主要是语言障碍的范围内。为此,这次调查支持一些语言障碍的原因是影响正常语言变异的因素从不同的假说。因此这项工作涉及 CMIP 和 ATP2C2 的病因学 SLI,并提供语音短时记忆语言习得中的重要性的分子证据。

罕见的删除,在 CNTNAP5 和 DOCK4 的家庭的表征表明新型风险为自闭症和诵读困难的基因位点。

自闭症谱系障碍 (自闭症学童) 的特点是社会、 沟通和行为的赤字和复杂的遗传病因。517 ASD 家庭最近研究牵连 DOCK4 单核苷酸多态性 (SNP) 协会和受影响的同级对中的缺失。

18 号染色体上的阅读障碍易感性的候选基因的标识。

六个独立的研究已确定发展性阅读障碍或一般阅读能力的 18 号染色体联系的起来。到目前为止,已确定无候选基因来解释这种联系。在这里,我们着手查明联系和协会分析两个阶段战略所授予易感性的 gene(s)。

DCDC2、 KIAA0319 和 CMIP 是与阅读相关性状相关联。

几个易感基因已提议诵读困难 (阅读障碍 ;RD) 和特定语言障碍 (SLI)。RD 和 SLI 显示共患病,但尚不清楚是否共享一个共同的遗传组件。

基于人口组群与语言相关性状的遗传关联的夹层动脉瘤。

语言相关疾病领域的最新进展已导致特定语言障碍 (SLI) 和阅读障碍的候选基因鉴定。在独立样本包括基于人口的组群,可以为大量的有关认知措施特点进行复制研究。范围广泛的表型的可用性使我们不仅能找出最适合性状的遗传关联复制而且要完善相关的认知特质。此外,它是可能跨多个表型,这可以说明观察到跨 SLI,诵读困难和其他神经发育紊乱的广泛共测试多效性作用。这种组群的全基因组基因型数据的可用性将促进这种分析,但重要的问题,如多个测试更正,不得不加以考虑考虑小影响大小预计基础这类协会。

PCSK6 是有阅读障碍的个人惯用手与相关联。

大约 90%的人是右撇子。惯用手是可遗传的特质,但遗传的基础不很了解。在这里我们报告定量测量的相对手中个人技能的全基因组关联研究与阅读障碍 [阅读障碍 (RD)]。最高度关联标记,rs11855415 (P = 4.7 × 10(-7))、 PCSK6 中的位置。两个组群 rd 显示同样的趋势,赋予更大的相对右边技能的轻微的等位基因。Meta 分析的所有三个 RD 样本是全基因组重大 (n = 744,P = 2.0 × 10(-8))。相反,在一般人口中 (n = 2666年),我们观察到的轻微的等位基因的手技巧减少一侧的趋势 (P = 0.0020)。这些结果提供脑不对称和诵读相连的分子证据。此外,PCSK6 是裂确定蛋白质 NODAL 在左-右轴的蛋白酶。PCSK6 的功能研究承诺深入了解大脑功能侧和诵读的基本机制。

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