染色体非整倍性定量PCR诊断引物搜索软件开发

发布时间：2020-08-27 13:25

【摘要】：染色体非整倍性(ChromosomeAneuploidy)是一类染色体数目不是成倍地增加或减少,而是单个或者几个的增加或减少的染色体异常。染色体非整倍性导致的胎儿严重出生缺陷不仅给患儿带来巨大的痛苦,也给患者家庭和社会带来严重的经济负担,产前检查对预防染色体非整倍性意义重大。传统的核型分析(Karyotyping)技术周期长、操作繁琐,可能由于样本污染而拖延检测,而近些年发展起来的分子生物学产前诊断技术提供了一种节约人力、成本低廉、检测周期短的新方法。特别是基于大片段重复(Segmental Duplication,SD)的高分辨率熔解曲线分析法(HighResolutionMeltingCurveAnalysis,HRMCA),可以针对唐氏综合症关键区(DownSyndromeCriticalRegion,DSCR)设计引物,有助于检测染色体不平衡易位导致的染色体非整倍性遗传病,用于辅助传统检测手段。然而,基于SD的高分辨率熔解曲线分析法采用的引物必须满足仅仅扩增目标染色体和参考染色体两段序列、扩增产物长度一致、引物热力学性质合理才可以达到最佳的检测效果,搜索满足条件的引物是一项工作量巨大的重复劳动。为了能够自动化地实现SD序列上的引物搜索工作,引物设计软件必须满足以下几个条件:首先,该软件必须能自动地生成扩增序列上的引物集合;其次,该软件必须能够批量地进行引物设计,以找到最佳的引物集合;最后,该软件设计出的引物必须能且只能同时扩增目标染色体序列及参考染色体序列。根据文献调研可知,目前没有引物设计软件可以实现以上所有的功能。本文参考特异性扩增引物设计软件Primer-BLAST的设计原理,采用最新的序列比对工具Bowtie2结合经验规则与BLAST作为引物潜在扩增序列搜索工具,采用Primer3作为引物和探针热力学性质检验及筛选工具,开发出了一款基于SD的染色体非整倍性诊断引物设计软件(ChromosomeAneuploidyPrimerDesigner,ChAPDes)。本软件可以根据目标染色体的SD序列,按照用户指定的扩增产物长度范围、引物长度范围、引物的各项属性,高通量地为用户搜索符合条件的引物。本软件有效地减少了染色体非整倍性分子诊断引物设计中繁重的引物搜索工作,使得引物设计更加理性、便捷,增强了基于SD的高分辨率熔解曲线法在临床应用中的可靠性。我们相信本工作对于促进平价、有效的染色体非整倍性分子生物学产前诊断方法的研发能够发挥积极的作用。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：Q503;TP311.52
【图文】：

图２．１邋ＣｈＡＰＤｅｓＦｉｇ．邋２．１邋Ｐｉｐｅｌｉｎｅ邋ｏｆ邋ＣｈＡ９逡逑

表格图,表格,序列,染色体

重复数据库是用来保存人类基因组大片段重复分析方法和结果的在线数据库，其最新的大逡逑片段重复分析使用的参考基因组为人类基因组ｈｇｌ９，文件以Ｅｘｃｅｌ表格的形式提供下载。逡逑大片段重复信息Ｅｘｃｅｌ表包含非常丰富的内容（见图２．１），主要的信息有当前序列染色体编逡逑号ｃｈｒｏｍ、当前序列起始位点ｃｈｒｏｍＳｔａｒｔ（染色体序列５’端起始位点编码为０）、当前序列逡逑终止位点ｃｈｒｏｍＥｎｄ、当前序列名称ｎａｍｅ、匹配序列方向ｓｔｒａｎｄ邋（与当前序列相同为“＋”

文件实例

＿Ｃ0ｒｅ设计了一种名为“ｂｏｕｌｄｅｒ邋１０”的纯文本文逡逑件格式，如图２．４所示，文件中的每一行由一个叫做ｔａｇ的参数名称、一个等号“＝”和ｔａｇ逡逑对应的值组成。Ｐｒｉｍｅｒ３＿ｃｏｒｅ支持同时运行多个任务，具体的实现方法是在“ｂｏｕｌｄｅｒｌＯ”文逡逑件指定每个任务的ＩＤ号“ＳＥＱＵＥＮＣＥ＿ＩＤ”，随后设置一系列的任务参数，最后一行为一个逡逑等号作为任务分隔标识符。Ｐｒｉｍｅｒ３＿ｃｏｒｅ生成的结果文件同样是“ｂｏｕ丨ｄｅｒＩＯ”格式的，逡逑１４逡逑

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