DNA鑒定之DNA甲基化在法醫(yī)學中的應用前景
2020-11-04 22:36:21 來源: 法醫(yī)DNA分型
DNA甲基化是表觀遺傳學領域最為關注的一種表觀遺傳標記，這種新的遺傳標記為解決同卵雙生子個體甄別、偽造DNA證據鑒別等法醫(yī)學問題提供了一種新的思路，或者說是對STR、SNP等經典遺傳標記的有效補充。本節(jié)就DNA甲基化這一表觀遺傳標記在法醫(yī)學中的應用前景及其檢測方法的新進展作一簡要綜述。
表觀遺傳學一般是研究在沒有DNA序列改變情況下發(fā)生的、可遺傳的基因功能變化，其機制包括基因組DNA的甲基化、組蛋白的甲基化和乙?；?，上述這些表觀遺傳修飾與人印記基因形成、胚胎發(fā)育及腫瘤的發(fā)生等關系密切。已有學者發(fā)現(xiàn)(Zhao et a1．，2005)，采用印記基因上的甲基化差異區(qū)域可為二聯(lián)體親權鑒定中確定親本來源的等位基因提供有力證據，通過對SVRPN、H19等印記基因中SNP位點親本印記等位基因（parentally imprinred allele. PIA）在二聯(lián)體親權鑒定及一些特殊案例中的探索性研究，顯示了DNA甲基化在這些案例中的實用價值。同卵雙生子的個體甄別是法醫(yī)學面臨的另一難題，新近的一些研究已發(fā)現(xiàn)，DNA中基化的差異可能是造成遺傳物質一致的同卵雙生子對出現(xiàn)表型差異的重要原因之一。在同卵雙生子對間，個別DNA甲基化位點間甲基化程度的差異甚至超過無關個體的差異，這為開展同卵雙生子對法醫(yī)學個體甄別提供了新的思路。另外，Poon等(2002)報道，采用DNA甲基化標記可有效識別孕婦外周血中的胎兒DNA，這也為產前的親權鑒定提供了一種非侵入性的檢測方法。上述研究成果充分顯示了DNA甲基化這一表觀遺傳學標記在法醫(yī)學領域中的應用前景。
在人類基因組DNA中，DNA甲基化僅發(fā)生于CpG二核苷酸中胞嘧啶5′位碳原子上，形成5′-甲基胞嘧啶。據估計，人類單倍體基因組約有5×107個CpG位點，但其在基因組中的分布并不平均。在一些特定區(qū)域，尤其是基因啟動子區(qū)，常存在CpG二核苷酸的富集現(xiàn)象，稱為CpG島。最近，通過對人類6、20和22號染色體進行甲基化測序證實，CpG島中的胞嘧啶可存在甲基化和未甲基化兩種狀態(tài)，而基因調控區(qū)外(包括編碼DNA、內含子、重復序列及基因間DNA)的CpG通常處于甲基化狀態(tài)(Eckhardt et a1．，2006)。與CpG鄰近的SNP，由于CpG的甲基化狀態(tài)豐富了SNP的多態(tài)性，即SNP籌位基因特異性甲基化。依據這樣的SNP位點進行個體識別則有望減少所需要的SNP位點數(shù)。
最近已有學者依據甲基化敏感性SNP分析方法(methylation-sensitive SNP anlysis，MSNP)發(fā)現(xiàn)了一些這樣的SNP位點(Kerkel et a1．，2008)。5-mC中甲基與嘧啶環(huán)之間為共價連接，對體外環(huán)境及常規(guī)的甲醛固定、石蠟包埋和HE染色等組織處理過程均有較強的耐受性。因此，由甲基化狀態(tài)所決定的類似SNP的“二等位基因”（甲基化和未甲基化）就成為一種理想的法醫(yī)學多態(tài)性標記。2003年，人類表觀基因組協(xié)會( Human Epigenome Consortium，HEC)宣布開始實施人類表觀基因組計劃(Human Epigenetics Project，HEP)，其主要任務是繪制出人類基因組中甲基化位點圖譜。相信隨著這一計劃的順利實施，不 但將對遺傳學和臨床醫(yī)學等產生深遠影響，也必將為法醫(yī)學帶來更多的機遇。
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