DNA甲基化在鉴别同卵双生个体中的研究

目前法医学应用的短串联重复序列、单核苷酸多态性等遗传标记均无法区分同卵双生(MZ)个体，对于鉴别MZ个体的案例仍然束手无策。近来研究表明MZ之间的表观遗传学存在显著差异，表现为DNA甲基化修饰、X染色体失活及组蛋白修饰等方面的差异。DNA甲基化作为DNA水平的一种遗传标记，为MZ的鉴别提供了可能。本课题试图利用DNA甲基化芯片技术检测10对MZ（7-9岁）的甲基化谱，筛选一些差异的DNA甲基化位点，并对每个位点应用重亚硫酸盐焦磷酸测序技术进行验证，对确实存在差异的甲基化位点进行150对MZ（0-50岁，以10岁间隔分为组，每组30对）的大样本检测，分析甲基化差异率，比较各年龄组间差异率的区别，并分析饮食、烟酒等因素对各位点的影响，从中选取一些差异率较高且受环境因素影响小的DNA甲基化位点，作为识别MZ的候选位点，为法医学识别MZ的有关案件鉴定提供科学依据。

如何从遗传学角度鉴别同卵双生子（MZ）的两个个体，是法医学面临的技术难题。本项目系统研究了DNA甲基化遗传标记在鉴别MZ中的可行性及应用价值，取得以下结果和科学发现：.1）应用MeDIP-Seq技术对1对新生儿MZ个体进行了全基因组DNA甲基化谱分析，共找到2205条存在DNA甲基化差异的序列，其中595条差异序列位于基因区，1610条位于基因间区。根据序列长度及与疾病的相关性等因素，从中筛选出113条序列作为后续分析的候选位点。2）对113条候选序列中的10条序列、LINE-1序列及1条mtDNA序列进行大样本甲基化定量检测分析，应用焦磷酸测序技术检测了176对双生子（119对MZ，57对DZ）DNA甲基化程度，从中优选出6个核基因组序列及1个mtDNA序列共计37个CpG位点，作为鉴别MZ个体的最小检验单元，可用于区分MZ个体。3）这些序列的甲基化水平都不同程度地受到年龄、民族、性别、生活地域、职业及教育程度的影响，其中，年龄是最主要的影响因素，但不同的序列与年龄的相关性不同，有的呈正相关，有的呈负相关。4）大多数被检序列的甲基化水平具有明显的组织差异性，唾液组织中的甲基化程度显著低于血液中的甲基化程度。唾液中mtDNA序列的甲基化程度几乎为0。5）mtDNA甲基化鉴别MZ个体的能力并不比核基因组DNA差，甚至高于某些核基因组DNA序列，对于鉴别MZ具有较高的应用价值。6）LINE-1甲基化可代表整个基因组的甲基化程度，但在MZ之间的差异不大，不适合用于鉴别MZ。.焦磷酸测序技术是DNA甲基化定量检验的金标准，准确性高、重复性好，是适合于法医学鉴定的好方法。研究成果首次筛选出7条DNA序列37个CpG位点作为最小检验单元，并建立了相应的焦磷酸测序方法检验DNA甲基化水平，用于鉴别同卵双生子个体，可作为区分MZ个体的基本方法，为鉴别MZ的法医学问题提供了可行的解决方案，具有一定的应用前景。