本发明属于分子生物学,更具体地,本发明涉及一种基于不对称pcr检测致病基因动态突变相关基因的引物、试剂盒及方法。
背景技术:
1、动态突变是指dna中的碱基重复序列拷贝数发生扩增而导致的突变。重复序列主要为三核苷酸重复,如cag、cgg、gcg等,也存在五核苷酸重复、六核苷酸重复、十二核苷酸重复等。基因编码区或非编码区发生核苷酸重复序列异常扩增所导致的这一类遗传性疾病被通称为动态突变疾病。最早发现的两个动态突变分别为fmr1基因5’utr区的cgg重复(导致脆性x综合征)和ar基因1号外显子的cag重复(导致脊髓延髓肌肉萎缩症)。迄今为止,已发现了63个动态突变与超过69种疾病紧密相关。
2、动态突变是人类神经系统疾病的重要原因之一,目前已发现有39种动态突变会导致原发性神经系统表型异常,包括:脆性x染色体综合征(fxs)、亨廷顿病(hd)、遗传性小脑共济失调(rfc1)、强直性肌营养不良(dmpk)、肌阵挛性癫痫(cstb)和c9orf72相关的额颞痴呆和肌萎缩侧索硬化症(als)等。
3、针对动态突变的检测,目前主要使用southern blot杂交、重复引物pcr技术(triplet repeat-primed pcr,tp-pcr)、毛细管电泳、长读长测序(三代测序)等方法进行检测。southern blot杂交是进行基因组dna特定序列定位的通用方法,为动态突变诊断的金标准,其灵敏度、特异度高,以大量高质量dna为模板,可以获知重复序列的确切长度,但流程复杂,耗时长,不适合临床应用。三代测序技术读长长,可轻松跨越基因组低复杂度区域,且无gc偏好性,但测序准确性不高,成本高昂,且基于三代测序平台的生物信息学算法仍不够完备,缺乏标准化分析方法。
4、目前大多数使用pcr扩增+毛细管电泳进行检测,其灵敏度和特异性均较高。常规处理方式是针对单个致病基因分别设计std-pcr和tp-pcr引物,先进行std-pcr扩增,pcr产物进行毛细管电泳,根据dna片段大小确定重复数,针对单等位基因及阳性样本再进行tp-pcr+毛细管电泳检测确认是否超过致病重复序列长度,结合两管的结果判断突变状态。这种处理方法具有以下缺陷:
5、1、std-pcr结果易判,可根据目标峰计算出准确重复数,但std-pcr仅出现一个检测峰时,无法判断是纯合子(两条染色体重复数相同),还是阳性峰未扩增出来,易漏检;tp-pcr峰图呈现锯齿峰状,无法获得重复序列的确切长度,准确测定重复次数,仅能评估是否超过致病正常重复序列长度/重复数阈值;常见结果判别情况包括:①若std-pcr管出现2个大小不等的重复数,都在正常阈值范围,且tp-pcr管锯齿峰延伸不超过正常重复数阈值,说明该基因为正常;②若std-pcr管出现≥1个重复数超过正常重复数阈值,且tp-pcr管锯齿峰延伸重复数超过正常重复数阈值,说明该基因为致病突变;③std-pcr管只出现1个重复数结果,若在正常阈值范围内,且tp-pcr管锯齿峰延伸重复数不超过正常重复数阈值,说明该基因为正常;④std-pcr管只出现1个重复数结果,若在正常阈值范围内,但tp-pcr管锯齿峰延伸重复数超过正常重复数阈值,说明该基因为致病突变;⑤std-pcr管只出现1个重复数结果,若超过正常阈值范围,且tp-pcr管锯齿峰延伸重复数超过正常重复数阈值,说明该基因为致病突变。
6、2、实验流程长,检测速度慢;
7、3、动态突变相关疾病种类多,部分疾病还有多种亚型及相关致病基因,由于pcr扩增因不同基因反应体系和扩增程序差异大,检测效率低,成本高,需实现统一的实验条件;该处理方式也不适合多基因的筛查。
8、综上,探求一种检测多种致病基因动态突变、且能准确测定动态突变重复次数的方法,非常有意义。
技术实现思路
1、基于此,本发明的目的在于提供一种检测致病基因动态突变相关基因的引物、试剂盒及其方法,利用本发明设计的引物,可以检测多种致病基因动态突变,且可以快速准确测定动态突变拷贝数。
2、实现上述发明目的的技术方案包括如下。
3、本发明的第一方面,提供了一种检测致病基因动态突变的引物,所述引物包括通用引物f、通用引物r、连接有通用引物f的特异性引物f、以及连接有通用引物r的特异性引物r;所述特异性引物f包括与待测致病基因动态突变区域的上游序列互补配对的序列,所述特异性引物r包括与待测致病基因动态突变区域及其下游序列互补配对的序列;所述特异性引物r包括4~6个动态突变重复。
4、本发明的第二方面,提供了一种检测致病基因动态突变的试剂盒,包括上述检测致病基因动态突变的引物。
5、本发明的第三方面,提供了一种检测致病基因动态突变的方法,包括以下步骤:以待测样本的dna为模板,利用上述引物进行不对称pcr扩增。
6、本发明通过在致病基因动态突变区域的特殊位置设计特异性引物,并在特异性引物中引入了与人类无同源性的通用序列,同时通过调整通用引物与特异性引物的工作浓度比,控制不对称pcr扩增的反应程序,从而仅需一轮pcr扩增,再毛细管电泳后,即可快速判断各目标峰,得出动态突变准确的重复数,提高了检测效率及准确性;且可同时检测不同致病基因,满足多基因筛查的需求。
1.一种检测致病基因动态突变的引物,其特征在于,所述引物包括通用引物f、通用引物r、连接有通用引物f的特异性引物f、以及连接有通用引物r的特异性引物r;
2.根据权利要求1所述的检测致病基因动态突变的引物,其特征在于,所述通用引物f和通用引物r为与人类基因组无同源性的序列。
3.根据权利要求2所述的检测致病基因动态突变的引物,其特征在于,所述通用引物f的序列如seq id no:1所示,所述通用引物r的序列如seq id no:2所示;和/或,所述通用引物f的5’端修饰有荧光基团。
4.根据权利要求1~3任一项所述的检测致病基因动态突变的引物,其特征在于,所述致病基因包括htt基因、drpla基因或sca1基因。
5.根据权利要求4所述的检测致病基因动态突变的引物,其特征在于,检测所述htt基因动态突变的特异性引物包括序列如seq id no:3所示的上游引物、以及序列如seq idno:4所示的下游引物。
6.根据权利要求4所述的检测致病基因动态突变的引物,其特征在于,检测所述drpla基因动态突变的特异性引物包括序列如seq id no:5所示的上游引物、以及序列如seq idno:6所示的下游引物。
7.根据权利要求4所述的检测致病基因动态突变的引物,其特征在于,检测所述sca1基因动态突变的特异性引物包括序列如seq id no:7所示的上游引物、以及序列如seq idno:8所示的下游引物。
8.一种检测致病基因动态突变的试剂盒,其特征在于,包括权利要求1~7任一项所述的检测致病基因动态突变的引物。
9.一种检测致病基因动态突变的方法,其特征在于,包括以下步骤:以待测样本的dna为模板,利用权利要求1~7任一项所述的引物进行不对称pcr扩增。
10.根据权利要求9所述的检测致病基因动态突变的方法,其特征在于,所述引物中,通用引物与特异性引物的工作浓度比为0.8~1.2:10;和/或,
