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一种检测人耳聋基因结构变异的方法及结构变异组和应用


技术摘要:
本发明属于分子生物学领域,尤其涉及一种检测人耳聋基因结构变异的方法及结构变异组和应用。所述方法包括制备大尺寸长读序列文库、在测序仪上进行纳米孔长读测序、收集数据并进行碱基识别、使用三代序列比对工具将通过质量控制的数据与hg19人类参考基因组对齐、使用Sni  全部
背景技术:
耳聋是导致言语交流障碍的常见致残性疾病,据2018年世界卫生组织统计,全世 界约有4.66亿听力残疾人(数据来源:世界卫生组织网站)。作为世界人口大国,中国因聋致 哑的问题尤为突出,据2016年全国四个代表性区域的耳聋患病人数调查推测,我国听力障 碍者的总量超过2亿人,并且每年大约还有3万名聋儿出生,因此防聋治聋是我们面临的重 大挑战。 内耳结构异常就是导致耳聋发生的重要原因之一,据统计,约有20%-40%的耳聋 患者伴有内耳畸形。内耳畸形是指内耳胚胎期不同阶段发育障碍导致的内耳结构异常的一 组疾病,随着基因检测技术的发展,科学家们发现遗传因素是导致其发生的最主要原因。 截止2015年8月,全球的科学家通过大量遗传检测研究发现了200多个基因的功能 异常与人类耳聋相关。1992年英国科学家发现了可引起I型Waardenburg综合征(耳聋、虹膜 异色和眼距增宽)的致病基因PAX3和可引起Norrie病(耳聋和眼盲)的致病基因NDP,1993年 美国科学家发现线粒体12S  rRNA基因A1555G突变可引起氨基糖甙类药物高度敏感性耳聋, 1995年发现了第一个非综合征型耳聋基因-POU3F4,1997年发现DFNB1致聋基因GJB2及 DFNA1致聋基因DIAPH1。 但是经过一代基因序列分析仍有50%患者分子病因不明,这些患者无法通过产前 诊断或胚胎植入前诊断来实现遗传性耳聋高危家庭的精准预防,因此这部分患者的分子发 病机制亟待明确。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题,在于提供一种检测人耳聋基因结构变异的方法及结构 变异组和应用。 本发明是这样实现的: 第一方面,本发明首先提供了一种基于单分子测序检测人耳聋基因结构变异的方 法,包括如下步骤: (1)制备大尺寸长读序列文库; (2)上机进行纳米孔长读测序; (3)收集数据并进行碱基识别; (4)使用三代序列比对工具将通过质量控制的数据与hg19人类参考基因组对齐, 质量分数≥7; (5)使用Sniffles软件检测SVs。 进一步地,步骤(1)中所述文库包括以下构建过程: 3 CN 111575360 A 说 明 书 2/5 页 a.提取高质量基因组DNA; b.利用g-Tube将基因组DNA打断成平均8kb;然后将大片段进行切胶回收; c.通过连接测序试剂盒进行文库的构建。 进一步地,步骤(5)所述SVs包括缺失DEL、插入INS、重复DUP、倒置INV和易位TRA。 进一步地,使用ANNOVAR结合公共数据库,对所述SVs进行进一步注释。 第二方面,本发明提供了由所述的方法获得的结构变异组。 优选地,所述结构变异组包括870kb缺失DEL位于ChrX:81140313–82011100、6kb  DEL位于ChrX:81096652–81102705、8Mb倒位INV位于ChrX:82146071–90188492。 进一步地,所述INV包括POU3F4、CYLC1、HDX、APOOL、POF1B、CHM、DACH2、KLHL4和 CPXCR1基因。 进一步地,8Mb的倒位INV,对其远端和近端断点的2kb序列分析表明,在ChrX: 82145805-82146070和ChrX:90188492-90188758处发现了核心序列为GCTGG和反向互补匹 配的Alu元件。 第三方面,本发明提供了所述结构变异组在制备用于检测人耳聋基因结构变异的 检测试剂盒。 本发明具有如下优点:本发明利用纳米孔长读单分子测序,发现了基因的结构变 异,这是下一代靶向测序无法检测到的。通过这些结构变异,进一步明确部分患者的分子发 病机制。 附图说明 下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。 图1为JOO12的先证者的结构变异在基因组上的位置。 图2为电泳分析图,D图中M1、M2:标记,N:空白,通道1:F1/R1引物扩增后先证者样 本中的812bp产物,通道2:F1/R1引物扩增后正常对照中无扩增表达,通道3:F2/R2引物扩增 后先证者样本中的515bp产物,通道4:F2/R2引物扩增后正常对照组无扩增表达;E图中M:标 记,N:空白,通道1:F3/R3引物扩增后先证者样本中的812bp产物,通道2:在F3/R3引物扩增 后,父亲的样本中没有扩增的表达,通道3:F3/R3引物扩增后母亲样本中的515bp产物,通道 4:F3/R3引物扩增后正常对照中无扩增表达。 图3为J0011家族中检测的突变,其中D:J0011家族的反转,箭头显示DNA相对于正 链的方向,这个区域的基因颜色不同;E:反向互补匹配序列出现在ChrX:82145805- 82146070和ChrX:90188492-90188758的侧翼内含子区。 图4为J0007的先证者的结构变异在基因组上的位置。 图5为JOO12家系的相关检测数据结果,其中a:J0012家系图,b:为电泳分析图,c纯 音测听评估图,d胎儿CT。
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