DMD基因断裂点克隆及断裂连接点序列分析

【作者】 陈晨； 卢朝霞； 邢雪莎； 麻宏伟； 王述森； 罗阳； 张学；

【机构】 中国医科大学 医学基因组学教研室教育部医学细胞生物学重点实验室； 中国医学科学院基础医学研究所遗传学系医学分子生物学国家重点实验室； 中国医科大学附属盛京医院发育儿科；

【摘要】 杜氏肌营养不良症(Duchenne muscular dystrophy,DMD)是肌营养不良中最常见的类型,其致病基因是编码dytrophin蛋白的DMD基因,外显子缺失/重复是DMD基因突变的主要类型(～70%)。缺失和重复分别存在热点区,缺失突变主要发生在基因的3’中央区,并且第45外显子缺失发生的频率最高,重复突变多发生在基因的5’端。为探讨DMD基因断裂重排易于发生在该基因特定区域以及断裂点形成的潜在机制,我们应用AffymetrixGenome-wide Human SNP Array 6.0对28例单外显子缺失/重复病例以及7例多外显子缺失(均涉及断裂点频发区域第44内含子)病例进行断裂点定位,Gap-PCR扩增断裂点序列并测序。利用RepeatMasker program和Blat program评估断裂点处(±100bp)各种散在重复元件的含量并查找断裂点插入序列的来源。我们成功的克隆了35例DMD患者的断裂点并获得精确序列;35个病例的70个断裂点没有任何两个发生在相同的基因组位置,其中41(58.6%)个断裂点位置与一个或多个散在重复元件重叠:17个与短散在重复元件(SINE)重叠,12个与长散在重复元件(LINE)重叠,10个与长末端重复(LTR)重叠,7个与DNA重复元件重叠,2个与低拷贝重复(LCR)重叠,3个与简单重复重叠;35个断裂连接点序列中,8例含有碱基插入,24例具有1-5bp的重叠或相似,即68.6%(24/35)的病例断裂连接点具有微同源性。上述结果表明芯片分析对于克隆DMD基因断裂点高效而准确;58.6%的断裂点与散在重复元件位置重叠,比其在DMD基因的平均含量(35.6%)高,推测这些散在重复元件可能与DMD基因特定区域易于发生断裂相关;68.6%的病例断裂连接点具有微同源性,提示非同源末端连接(NHEJ)可能是DMD基因发生断裂重排的主要机制。更多还原