表观遗传学在上海亲子鉴定法医学中的应用、DNA甲基化在同卵双生子甄别中的应用研究玛丽和乔是一对孪生姐妹,她们拥有相同的遗传学特征而且共同生活在同直个幸福的家庭环境里。随着她们的不断成长,几乎在每一个方面哪怕是细节方面都显示出惊人的相似。然而等到成年以后,她们的生活和个性却产生了明显的差异,玛丽20岁出头的时候被诊断患有精神分裂症,而乔仍然健康活泼。长期以来,类似这样的例子一直使遗传学家们感到困惑,尽管同卵双生子们拥有完全相同的DNA序列,而且是同样的成长环境,但有时却显示出了巨大的个体差别。Wurmb-Schwark等(2004)在一项研究中对22对丹麦同卵双生子和33对异卵双生子采用Identifiler 和Powerp】ex ES 两个试剂盒(包括D8S1179 等16个STR 基因座和一个性别基因座)进行了DNA检测,发现在同卵双生子中上述基因座分型结果完全一致,而在异卵双生子中至少有3个基因座分型结果不同。对于同卵双生子来说,由于二者具有完全相同的DNA序列,DNA鉴定亦不能发挥有效作用。效作用。对同卵双生子和异卵双生子表型差异的研究发现,“表观遗传修饰”是上海亲子鉴定导致遗传物质一致的同卵双生子出现个体差异的主要原因(Petronis et a】.,2003)。Petronis(2006)撰文指出,对于同卵双生子对表型差异的分子机制研究应着重于其表观遗传学差异,这为破解同卵双生子个体甄别这一法医学难题提供了新的思路和契机。Fraga等(2005)在PNAS上发表了一篇文献,他们对西班牙的40对同卵双生子表型差异的可能机制讲行探讨,发现同卵双生子在DNA甲基化水平、X染色体失活及组蛋白位点特异性乙酰化上存在明显差异,这种差异随着年龄的增长而显著增加。图5-1所示为该研究中不同年龄的同卵双生子在全基因组5,-甲基化胞嘧啶百分比、X染色体失活、比较基因组杂交所显示的染色体水平上的甲基化程度差异。该研究还发现,同卵双生子共同生活时间越短、健康状况或疾病史的差异越大,全基因组5-mC含量的差异也越大,并且这些DNA甲基化状态的差异主要位于端粒区和染色体一些特定的基因富集区(如lp36、lq21、3p21、8q21、9q21和22qll.2),年长同卵双生子在一些单拷贝基因CpG 岛区域的甲基化程度的差异是低龄同卵双生子的2.5倍。Kaminsky等(2009)在Nature Genetics 上报道了他们对114 对同卵双生子和80 对异卵双生子DNA 甲基化谱差异的研究结果。该研究小组将同卵双生子和异卵双生子的外周血基因组DNA采用甲基化敏感的HpaⅡ限制酶酶切后,采用一种12K CpG岛芯片对约6000个人类基因组独特区域的甲基化程度的差异进行了杂交检测,并采用组内相关性())评价检测位点在同卵双生子对和异卵双生子对中甲基化程鹰的差异,发现同卵双生子对在某些CpG岛区域的甲基化程度的差异甚至超过了无关个体间的差异。上述这些研究成果,侧重于同卵双生子表型差异与DNA甲基化的关系研究,为采用DNA甲基化这一表观遗传学标记进行同卵双生子个体甄别的可能栂提供了强有力的理论支撑。
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