引用本文
郝宏蕾, 吴微微, 任文彦, 苏艳佳, 吕德坚. 15个STR基因座的突变观察和分析[J]. 刑事技术,2013,38(1): 10-12
HAO Hong-lei, WU Wei-wei, REN Wen-yan, et al. Observation and analysis of mutation of 15 short tandem repeat loci[J]. Forensic Science and Technology,2013,38(1): 10-12  
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《刑事技术》编辑部
15个STR基因座的突变观察和分析
郝宏蕾1, 吴微微1, 任文彦1, 苏艳佳1, 吕德坚2
1.浙江省公安厅刑侦总队,杭州 310009
2.中山大学医学院法医学系,广州 510089

作者简介:郝宏蕾(1976—),女,山东泰安人,副主任法医师,硕士研究生,主要从事DNA检案和应用研究。Tel:0571-87286247;E-mail:silentcactus@163.com

摘要

目的调查15个STR基因座的突变情况。方法采集817例亲子鉴定的2722份血样本,采用IdentifilerTM系统扩增15个STR基因座分型,共有33060次等位基因传递,统计各基因座发生突变的频率。结果在15个基因座中发现涉及11个基因座共25次突变,平均突变率为0.8×10-3(95%CI 0.5-1.1×10-3),其中一步突变20次,两步突变3次,三步突变2次;父、母来源突变比率为2.6∶1,不能确定来源突变7次。结论STR基因座等位基因在IdentifilerTM复合扩增系统突变现象较为常见,亲子鉴定时应引起注意。

关键词: STR基因座; 突变; 亲子鉴定
中图分类号:DF795.2 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2013)01-0010-03
Observation and analysis of mutation of 15 short tandem repeat loci
HAO Hong-lei, WU Wei-wei, REN Wen-yan, et al
Criminal Investigation Department, Zhejiang Province, Hangzhou 310009, China
Abstract

Objective The aim of this study was to investigate mutation of 15 STR loci. Methods 2722 bloodstain samples collected from 817 parentage confirmed cases were detected by using IdentifilerTM system and the mutation rates of STR loci were calculated.Results With 33060 allele transfers,25 mutations were identified at 11 loci. The average mutation rates is 0.8×10-3per locus(95%CI 0.5-1.1×10-3).20 mutation events were one-step mutation, 3 events was two-step mutation, 2 events was three-step mutation; The ratio of paternal versus maternal mutations was 2.6:1, and 7 indistinguishable mutations were observed.Conclusion STR mutation were common in paternity testing, and we should attach importance to it.

Keyword: forensic biological science; short tandem repeat(STR); paternity testing; mutation

STR基因座是人类遗传学中重要的遗传标记, 其突变现象近年来已有许多文献报道[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7], 国外报道的STR平均突变率为2.1× 1 0-31, 国内报道STR平均突变率为1.3× 1 0-32。本文作者采用IdentifilerTM荧光标记复合系统的15个STR基因座, 对817例已确定亲子关系案例的突变事件进行统计分析, 旨在观察STR基因座突变现象和特点, 报道如下:

1 材料与方法
1.1 材 料

本实验室日常积累817例已确定亲子关系案例检材, 其中二联体28例, 三联体536例, 四联体218例, 五联体26例, 六联体8例, 八联体1例。

1.2 仪器与试剂

自动工作站(TECAN公司, 瑞士), 3130XL型基因分析仪(AB公司, 美国), 9700型扩增仪(AB公司, 美国), IdentifilerTM试剂盒(AB公司, 美国)。

1.3 方 法

所有血样均采用磁珠法利用自动工作站提取DNA[3]。采用IdentifilerTM荧光标记复合系统扩增15个STR基因座, 包括 CSF1PO、D13S317、D16S539、D18S51、D19S433、D21S11、D2S1338、D3S1358、D5S818、D7S820、D8S1179、FGA、TH01、TPOX、vWA基因座以及1个Amelogenin基因座, 10μ L扩增体系, 内含有引物2μ L, PCR反应缓冲液3.7μ L, 热循环参数参照试剂盒说明书。 GeneMapper ID v3.2分析软件对STR基因座等位基因进行分型。

1.4 数据统计

分别记录817例亲子案例的15个STR基因座的基因型, 统计出现突变的样本数, 根据http://statpages.org/confint.html计算突变率以及95%CI值。

2 结 果

统计817例亲子鉴定案例, 共有33060次等位基因传递, 在15个STR基因座中, 观察到11个基因座的25次突变。平均突变率为0.8× 10-3(95%CI 0.5-1.1× 10-3), 涉及D8S1179、D7S820、CSF1P0、D3S1358、TH01、D13S317、D2S1338、D19S433、vWA、D18S51、FGA这11个基因座。其中突变率最高的是基因座FGA, 为3.2× 10-3(95%CI 1.3-6.5× 10-3), 其次是基因座D3S1358, 为1.4× 10-3(95%CI 0.3-4× 10-3), 突变率较低的是基因座D19S433、vWA、D18S51, 均为0.5× 10-3(95%CI 0.001-2.5× 10-3), 而基因座D16S539、D21S11、D5S818、TPOX未发现突变(见表1)。其中一步突变20次, 两步突变3次, 三步突变2次; 父、母来源突变比率为2.6∶ 1, 不能确定来源突变7次(见表2)。

表1 15个STR基因座的突变次数、突变率以及95%置信区间表
表2 15个STR基因座突变等位基因表
3 讨 论

本研究涉及已确定亲子关系817例鉴定中共2722份血样本, 在15个STR基因座中, 观察到11个基因座的25次突变, 表明突变涉及的基因座较为广泛。在所有突变基因座中, 发生突变的等位基因多是该基因座中等位基因重复单位数偏大的等位基因(见表2)。 其中FGA基因座突变率较高, 与文献[1, 2]的结论一致, 这与FGA基因座等位基因重复单位数比较大相关。

目前, 普遍认可的STR基因座突变机制是DNA复制滑动或滑链错配。在DNA复制合成的过程中, 新生链与模板链分离时, 在STR基因座核心序列重复区域发生碱基错配, 使一个或数个重复区域形成环状, 导致新生链比模板链延长或缩短, 表现为增加或减少一个或数个核心重复序列[4, 5]。分析本研究的25次基因座突变情况, 增加核心序列重复单位数16次, 减少核心序列重复单位数8次, 不能确定增加或缩短的1次。增加重复单位数与减少重复单位数的比率为2∶ 1, 与文献[2]基本符合。

在本研究的25次突变中, 一步突变的出现20次, 占80%; 两步突变的出现3次, 占12%, 三步突变的出现2次, 占8%, 这与文献[2, 6, 7]结果相一致。基因座的突变是逐步发生的, 2个或2个以上重复单位的突变是在前一次突变的基础上发生的, 因此一步突变率明显比其他要高得多。

本研究中父源性突变13次, 母源性突变5次, 不能确定来源突变7次(见表1), 父、母源突变比率为2.6∶ 1。父母来源突变的显著差异, 与吕德坚、李海霞等人[1, 2, 6]研究结果相符合。男性在遗传过程中基因的突变率明显高于女性, 因为精子的DNA在精原细胞成为精子前要经过多次复制, 复制次数越多, 产生滑动错配的机会就越多。男性DNA复制的次数比女性的多, 突变发生在男性的机率也就大些。

本研究收集的样本数量因来源受限尚不够多, 在一定程度上影响统计数据的结果。如其中仍有4个基因座未观察到突变情况, 有待进一步收集数据进行研究。

综上所述, 817例亲子鉴定的15个STR基因座检验, 在11个基因座观察到25次突变, 一步突变率较高, 突变时更容易增加核心重复序列, 父源突变率高于母源突变比率。STR基因座突变的普遍存在给亲子鉴定的认定和排除带来风险, 因此当遇到违反遗传规律基因座时, 应通过增加检验系统或补充样本等方法最大程度的降低错误风险。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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