CN1414007A - 一种利用胶带获取人体dna的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及分子生物学领域,具体公开了一种利用胶带直接或间接地获取人体上皮细胞,然后提取高质量DNA的方法,本发明不需要使用蛋白酶K,无论在体表纹印的提取上还是DNA抽提方法上都更加快捷、简单和可靠。本发明适用于法医学、遗传学、亲子鉴定等个体鉴定以及遗传特征包括遗传病的筛选、鉴定和确定。
Description
技术领域
本发明涉及分子生物学领域,具体地讲,本发明涉及人体DNA的制备方法及其用途。
发明背景
每个人携有的遗传物质DNA千差万别,DNA多态性足以在大量人群中分辨个体。DNA分型技术是从人的遗传本质上进行的个体分辨,其精确度远较其他方法高。
现代亲子鉴定和法医学鉴定多以短串联重复序列(STR)作为遗传学标记。短串联重复序列(STR)广泛分布于人的23对染色体上,是由2-7个重复序列的碱基所组成的一百至数百碱基对长的DNA片段,在人群中具有高度的多态性;利用聚合酶链式反应(PCR)技术可以大量、迅速和特异地扩增目标DNA。极微量的样品经PCR扩增后也可被检测,且结果可完全符合法医学的要求。
近年来,可在DNA或基因水平上诊断越来越多的遗传病。以Duchenne型肌营养不良为例进行说明。Duchenne型肌营养不良是一组原发于肌肉的遗传性变性疾病,发病率为1/3500活产男婴,主要临床特征为受累的骨骼肌肉进行性无力和萎缩。现代分子遗传学研究证明,Duchenne型肌营养不良是由X染色体短臂上Xp21-Xp223序列的基因缺陷所致,该段基因控制着肌细胞膜的骨架成份抗肌萎缩蛋白(dystrophine)的合成,这个基因非常庞大,约2.4Mb,含有79个外显子,78个内含子,如此巨大的基因一旦发生基因缺失突变或点突变,都会严重影响编码蛋白的合成。研究表明绝大部分的Duchenne型肌营养不良是由于缺失突变所致,这些缺失突变有两个高发区,一个在基因的5′端1-7外显子区域,另一个在基因的3′端45-55外显子区域。利用PCR技术可以直接检测到这些缺失突变,从而对缺失型患者或带有基因缺陷者进行诊断。
对每一个人而言,DNA终其一生基本不变,而且除精子、卵子外人体各处组织的DNA大都雷同,所以DNA样品可以取自:血液、精液、唾液、尿液、头发、牙齿、指甲、骨头、口腔上皮细胞、羊水、甚至皮屑。但是,目前采集人体DNA的几种方法均有不足之处。
例如,采血是法医学鉴定和疾病诊断常规的取样方法,但采血过程复杂,限制繁多。例如,采集血样者必须是专业医务人士,如医生或护士;被采样者有不舒服或疼痛的感觉甚至恐惧心理;被采样者如有疾病,如肝炎、艾滋病或其他传染病,那么从业者便有在血样处理过程中被感染之虞。此外,基于年龄、健康、宗教、法律或其他原因,血样可能难以得到。
发明内容
本发明在于提供一种简便有效的获取人体DNA的方法,以及进一步地进行个体鉴定或遗传特征分析或遗传疾病的筛查。本发明还包括将胶带用于直接或间接获取上皮细胞和/或其碎片的用途。
本发明人发现在人指接触固体表面或按指纹时有少量的表皮细胞脱落,可成为DNA的来源。指纹是法医学鉴定中最常采集的物证,以指纹作为DNA的来源不失为一个简单有效的方法。因此使用胶带直接或间接获得指纹或身体其它部位的纹印,籍此获得上皮细胞,然后从中抽取人体DNA很具实际意义和应用价值。采得的DNA可以用于个体鉴别和遗传特征包括遗传病的筛选、鉴定和确定。本发明的方法包括如下步骤:
(a)用胶带直接或间接地粘取人体的上皮细胞;
(b)在Chelex-100悬浮液中于55℃-65℃,优选56℃-60℃保温2小时至过夜,例如保温4小时,6小时或12小时;
(c)沸水浴6-10分钟,优选7-8分钟;
(d)以每分钟3000-13000转,优选6000-13000转的速度离心3-5分钟,取上清液备用。
本发明使用胶带直接或间接地获取人体上皮细胞,从中成功地抽提人体DNA并进行DNA分型,用于遗传学、法医学、亲子鉴定等个体鉴定以及遗传特征包括遗传病的筛选、鉴定和确定。
附图的简要说明:
图1为实施例1的STR图谱。其中左图为某志愿者指纹样品结果,右图为该志愿者血液样品结果;
图2为实施例2的STR图谱。其中左图为某志愿者指纹样品结果,右图为该志愿者血液样品结果;
图3为实施例3的电泳图谱。图3A所示为某志愿者唾液样品经外显子3、外显子43、外显子48和外显子51这四对外显子引物扩增后的电泳结果;图3B为该志愿者指纹样品电泳结果,泳道M为分子量对照,泳道N为PCR阴性对照,泳道1为外显子3扩增产物,泳道2为外显子43扩增产物,泳道3为外显子48扩增产物,泳道4为外显子51扩增产物,PCR所用引物如表一所示。
具体实施方式
本发明的方法包括如下步骤:
(a)用胶带直接或间接地粘取人体的上皮细胞;
(b)在Chelex-100悬浮液中于55℃-65℃,优选56℃-60℃保温2小时至过夜,例如保温4小时,6小时或12小时;
(c)沸水浴6-10分钟,优选7-8分钟;
(d)以每分钟3000-13000转,优选6000-13000转的速度离心3-5分钟,取上清液备用。
本发明的方法还优选包括:
用事先清洗并消毒的剪切工具如剪刀将粘有上皮细胞的胶带剪碎。
本发明的方法还优选包括:
在步骤(b)加入Chelex-100悬浮液之后,在温浴之前以每分钟100-3000,优选2000次的频率振荡10-20秒。
本发明的方法还优选包括:
在步骤(b)温浴完成之后以每分钟100-3000,优选2000次的频率振荡10-20秒。
本发明的方法还优选包括:
在步骤(c)沸水浴完成之后以每分钟100-3000,优选2000次的频率振荡10-20秒。
上述Chelex-100悬浮液优选为新鲜配制的2-10%,优选4-8%,更优选5%的Chelex-100悬浮液,其用量为50-500微升,优选100-300微升,更优选200微升。
本发明的方法中,所述上皮细胞可来自手指、手掌、脚趾、脚掌或身体的其它部位。
本发明的方法中,所述上皮细胞优选是将测试者的指肚部分直接压在胶带的粘性面上而获得的或利用胶带粘取遗留在物体表面上的指纹而获得的。
本发明的方法中对所用的胶带的基质没有任何限制,它可以是塑料的或纸质的,可以是透明或非透明的。
本发明的上下文所述的上皮细胞包括上皮细胞的碎片。
直接获得指纹的方法:将手指的指肚部分或身体的其它部位如手掌、脚趾、脚掌等直接用力按压在胶带的粘胶面上,留下指纹或其它部位的纹印。
间接获得指纹的方法:利用胶带的粘胶层将遗留在物体,如光滑的木头、玻璃以及不锈钢表面的指纹或其它身体部位的纹印取下。
以下以粘有指纹的胶带为例描述本发明优选的提取DNA的过程,以及利用所获得的DNA通过PCR扩增来诊断Duchenne肌营养不良症。
将粘有指纹部分的胶带用事先清洗并经高压蒸气灭菌和紫外线消毒的医用剪刀剪碎,移入离心管;加入100-300微升4-8%的Chelex-100(Bio-Rad,UAS)悬浮液,以每分钟100-3000次的频率振荡10-20秒;56-60℃保温2小时至过夜;再以每分钟100-3000次的频率振荡10-20秒;然后沸水浴8-10分钟,完成之后以每分钟100-3000次的频率振荡10-20秒;最后以每分钟6000-13000转的速度离心3-5分钟,将上清液移入新的离心管内保存于-20℃冰箱备用。DNA指纹图谱的建立
按本发明的方法获取DNA之后,以PE公司的AmpF1 STR试剂盒进行扩增,扩增产物使用ABI PRISM310 Genetic Analyzer分析后产生DNA指纹图谱。
另外,为进行遗传分析或遗传疾病的筛选目的,在如上按本发明方法获取DNA之后,还可如下进行PCR扩增。例如,针对Duchenne肌营养不良,可如下进行扩增:
在Duchenne型肌营养不良突变高发区选择四对引物扩增缺失热点的四个外显子(Beggs,A.H.et al(1990)Detection of 98%ofDMD/BMD gene deletions by polymerase chain reaction.Hum Genet.86:45-48),该PCR扩增所用引物如下表所示。其中一对位于基因的5′端,另三对位于基因的3′端,分别为外显子3、外显子43、外显子48和外显子51,扩增产物长度分别为410bp、357bp、506bp和388bp。扩增后对扩增产物进行凝胶电泳分析,以进行疾病的筛查和诊断。
外显子 | 引物序列 | 产物长度 |
3 | TCATCCATCATCTTCGGCAGATTAA | 410 |
CAGGCGGTAGAGTATGCCAAATGAAAATCA | ||
43 | GAACATGTCAAAGTCACTGGACTTCATGG | 357 |
ATATATGTGTTACCTACCCTTGTCGGTCC | ||
48 | TTGAATACATTGGTTAAATCCCAACATG | 506 |
CCTGAATAAAGTCTTCCTTACCACAC | ||
51 | GAAATTGGCTCTTTAGCTTGTGTTTC | 388 |
GGAGAGTAAAGTGATTGGTGGAAAATC |
本发明克服了现有方法的不足,无论在指纹提取方法上还是DNA抽提方法上都更加简便。提取身体表面所得纹印不必使用特殊的专用胶带。以指纹为例,只需要指肚部分的指纹已足够,不需要提取整个手掌纹。同时DNA提取也更加简单,不需要使用蛋白酶K,整个过程更快捷简单可靠。
本发明方法所获得的DNA适用于遗传学分析、法医学鉴定、亲子鉴定等个体鉴定以及遗传特征包括遗传病的筛选、鉴定和确定。
以下以具体实施实例描述本发明。实施例1:利用胶带直接获得指纹
一志愿者将其食指的指肚用力按压在透明胶带的粘胶面上,将粘有指纹部分的胶带用事先清洗并经高压蒸气灭菌和紫外线消毒的医用剪刀剪碎,移入1.5毫升的离心管;加入200微升新鲜配制的5%的Chelex-100(Bio-Rad,USA)悬浮液,以每分钟2000次的频率高速振荡15秒;56℃保温过夜;再以每分钟2000次的频率高速振荡15秒,然后沸水浴10分钟,再以每分钟2000次的频率高速振荡15秒;最后以每分钟13000转的速度离心3分钟,将上清液移入新的离心管内保存于冰箱备用。按上述方法从该透明胶带上提取DNA后,取3微升按照制造商的说明使用PE公司的AmpF1 STR试剂盒进行PCR扩增,扩增产物用ABI PRISM 310 Genetic Analyzer分析后得到DNA指纹图谱,该志愿者的STR图谱为,男性,THO1:7/9,TPOX:8/11,CSF1PO:10/10,D3S1358:17/17,vWA:17/18,FGA:24/24,D5S818:9/13,D13S317:8/8;D7S820:10/11;该结果与取该志愿者血液而测定的结果完全一致(参见图1)。实施例2:利用胶带间接获得指纹
利用胶带获得一志愿者留在木质桌面上的三枚指纹,将粘有指纹部分的胶带用事先清洗并经高压蒸气灭菌和紫外线消毒的医用剪刀剪碎,移入1.5微升的离心管;加入200微升新鲜配制的5%的Chelex-100(Bio-Rad,USA)悬浮液,以每分钟2000次的频率高速振荡15秒;56℃保温过夜;再以每分钟2000次的频率高速振荡15秒,然后沸水浴10分钟,再以每分钟2000次的频率高速振荡15秒;最后以每分钟13,000转的速度离心3分钟,将上清液移入新的离心管内保存于冰箱备用。按上述方法从该透明胶带上提取DNA后,取3微升按照制造商的说明使用PE公司的AmpF1 STR试剂盒进行PCR扩增。扩增产物使用ABI PRISM 310 Genetic Analyzer分析后得到DNA指纹图谱,该志愿者的STR图谱为,男性,THO1:8/9,TPOX:8/11,CSF1PO:10/12,D3S1358:14/16,vWA:16/18,FGA:18/21,D5S818:11/12,D13S317:10/10;D7S820:8/11;该结果与取该志愿者血液而测定的结果完全一致(参见图2)。实施例3:疾病基因的检测
一志愿者将其食指的指肚用力按压在透明胶带的粘胶面上,将粘有指纹部分的胶带用事先清洗并经高压蒸气灭菌和紫外线消毒的医用剪刀剪碎,移入1.5毫升的离心管;加入200微升新鲜配制的5%的Chelex-100(Bio-Rad,USA)悬浮液,以每分钟2000次的频率高速振荡15秒;56℃保温过夜;再以每分钟2000次的频率高速振荡15秒,然后沸水浴10分钟,再以每分钟2000次的频率高速振荡15秒;最后以每分钟13,000转的速度离心3分钟,将上清液移入新的离心管内保存于冰箱备用。按上述方法从该透明胶带上提取DNA后,取5微升DNA分别加入PCR缓冲液(100mM Tris HCl pH8.3,500mM KCl)3.75微升,25mM MgCl2 2微升,10mM dNTPs 2微升,DMSO 1.25微升,水8.75微升,PCR引物2微升以及Taq聚合酶0.25微升(5U/微升),PCR反应体积为25微升,反应条件为95℃ 3分钟,然后30个循环为94℃ 1分钟,60℃ 1分钟和72℃ 2-4分钟(延伸时间每10个循环增加1分钟),最后72℃延伸反应5分钟结束。扩增产物经过2%的凝胶电泳和溴乙锭染色,结果见图3。图3B中泳道M为分子量对照,泳道N为PCR阴性对照,泳道1为外显子3扩增产物,泳道2为外显子43扩增产物,泳道3为外显子48扩增产物,泳道4为外显子51扩增产物,该结果与取该志愿者唾液而测定的结果(图3A)完全一致。
虽然本发明的实施例以指纹为例进行描述,本领域的技术人员在阅读本发明书之后,即可从用胶带粘取被测试者身体其它部位如手掌、脚趾、脚掌或身体其它表面纹印中提取DNA,用于遗传学分析、法医学鉴定、亲子鉴定等个体鉴定以及遗传特征包括遗传病的筛选、鉴定和确定,这一点是显而易见的。
本发明不受上述具体文字描述的限制,本发明可在权利要求书所概括的精神和实质的范围内做各种变形和改变。这些变形和改变均在本发明的范围之内。
序列表<110>香港中文大学<120>一种利用胶带获取人体DNA的方法<130>SPI010824-09<160>8<170>PatentIn version 3.1<210>1<211>25<212>DNA<213>人工序列<220><223>PCR引物<400>1tcatccatca tcttcggcag attaa 25<210>2<211>30<212>DNA<213>人工序列<220><223>PCR引物<400>2caggcggtag agtatgccaa atgaaaatca 30<210>3<211>29<212>DNA<213>人工序列<220><223>PCR引物<400>3gaacatgtca aagtcactgg acttcatgg 29<210>4<211>29<212>DNA<213>人工序列<220><223>PCR引物<400>4atatatgtgt tacctaccct tgtcggtcc 29<210>5<211>28<212>DNA<213>人工序列<220><223>PCR引物<400>5ttgaatacat tggttaaatc ccaacatg 28<210>6<211>26<212>DNA<213>人工序列<220><223>PCR引物<400>6cctgaataaa gtcttcctta ccacac 26<210>7<211>26<212>DNA<213>人工序列<220><223>PCR引物<400>7gaaattggct ctttagcttg tgtttc 26<210>8<211>27<212>DNA<213>人工序列<220><223>PCR引物<400>8ggagagtaaa gtgattggtg gaaaatc 27
Claims (15)
1.一种提取DNA的方法,该方法包括下列步骤:
(a)利用胶带粘取人体上皮细胞;
(b)将胶带在2-10%Chelex-100悬浮液中于55℃-65℃保温2小时至过夜;
(c)沸水浴6-10分钟;
(d)以每分钟3000-13000转的速度离心3-5分钟,取上清液备用。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:在加入Chelex-100悬浮液之前用事先清洗并消毒的剪切割工具将粘有指纹部分的胶带破碎。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括:在步骤(c)沸水浴之前以每分钟100-3000次的频率振荡10-20秒。
4.根据权利要求1所述的方法,还包括:在步骤(d)沸水浴之后以每分钟100-3000次的频率震荡10-20秒。
5.根据权利要求1-4所述的方法,其中所用的Chelex-100悬浮液为新鲜配制,用量为50-500微升。
6.根据权利要求1-5所述的方法,其中步骤(b)为将胶带在4-8%的Chelex-100悬浮液中于55℃-60℃保温2小时至过夜。
7.根据权利要求6所述的方法,其中步骤(b)为将胶带在5%的Chelex-100悬浮液中于55℃-60℃保温2小时至过夜。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述的上皮细胞来自手指、手掌、脚趾、脚掌或身体表面的其他部位。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述的上皮细胞由测试者的手指、手掌、脚趾、脚掌或身体表面的其他部位直接按压在胶带上而获得。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述的上皮细胞由测试者的指肚部分直接按压在胶带上而获得。
11.根据权利要求1所述的方法,其中所述的上皮细胞是使用胶带粘取遗留在物体表面上的手指、手掌、脚趾、脚掌或身体表面其他部位的纹印而获得。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述的上皮细胞是利用胶带粘取遗留在物体表面的指纹而获得。
13.根据权利要求1所述的方法,其中胶带的基质是塑料的或纸质的,透明的或非透明的。
14.一种胶带的用途,利用所述胶带直接或间接获取被测试者的上皮细胞和/或细胞碎片。
15.根据权利要求1-14中任何一项方法获得的DNA的用途,用于个体鉴定或遗传特征分析或遗传病的筛选、鉴定和确定。
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