Epas1基因突變體及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及分離的編碼EPAS1突變體的核酸、確定生物樣品是否具有高原適應性的方法、確定生物樣品是否具有高原適應性的系統，以及用于確定生物樣品是否具有高原適應性的試劑盒。其中，該分離的編碼EPAS1突變體的核酸，與所述核酸與野生型EPAS1相比，在chr2，46441523位具有突變。通過檢測該新突變體在生物樣品中是否存在，可以有效地檢測生物樣品是否具有高原適應性。
【專利說明】EPAS1基因突變體及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及EPASl基因突變體及其應用。具體地，本發明涉及分離的編碼EPASl突變體的核酸，確定生物樣品是否具有高原適應性的方法，確定生物樣品是否具有高原適應性的系統，以及用于確定生物樣品是否具有高原適應性的試劑盒。
【背景技術】
[0002]對于非高原世居人群，通常在初入高原的數天至數周內，各系統產生一系列生理學改變，如呼吸加深加快，以增加肺通氣；血流量增加，血紅蛋白濃度增加，以加強血氧供應。這一系列反應涉及諸多生物學過程，包括從基因到蛋白質水平的調節過程，稱之為高原習服(acclimation)。研究表明，人類對高山低氧的習服有明顯的個體差異，如習服程度大小、習服產生的快慢、習服表現的特點等均因人而異。并且高山習服的快慢和程度等與其在平原時的體質、體能狀況并不完全相關。當急進高原時低氧環境、高原習服較差的人會產生各種病理反應，可在數小時至數天內發生急性高原病。急性高原病，發病急、病情重、發展快，但目前仍沒有能夠有效治療及預防該病的方法和藥物。因此，針對高原適應性及急性高原病的研究，意義重大。[0003]然而，目前對急性高原病的研究仍有待深入。

【發明內容】

[0004]本發明是基于發明人的下列發現而完成的:
[0005]非高原世居人群，通常在初入高原的數天至數周內易發急性高原病。而高原世居藏族人群，對高原低氧環境適應能力最佳，不或很少發生急性高原病。目前，從生理和生化角度對藏族人高原適應機制的研究已取得了許多重大的發現，但是在基因水平的適應機制還不清楚。并且，迄今為止國外對高原人群適應性遺傳機制的研究主要集中在南美安第斯山脈居民，而且主要以少數基因為著眼點，尚不能從基因組學角度全面深入地揭示低氧適應的遺傳機制，也并沒有有效的治療及預防急性高原病的藥物和方法。
[0006]本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種能夠有效確定生物樣品是否具有高原適應性的方法。
[0007]本發明是基于發明人的下列工作而完成的:發明人通過高通量外顯子組測序聯合候選基因突變驗證的方法確定了與野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突變的個體具有高原適應性。
[0008]根據本發明的第一方面，本發明提出了一種分離的編碼EPASl突變體的核酸。根據本發明的實施例，該核酸與野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突變。根據本發明的實施例，發明人確定了 EPASl基因的突變體，該突變體與個體的高原適應性密切相關，從而通過檢測該基因突變體在生物樣品中是否存在，可以有效地檢測生物樣品是否具有高原適應性，進而能夠針對性地對具有高原適應性差異的各生物樣品進行深入研究，從而能夠為急性高原病的治療及預防奠定基礎。[0009]根據本發明的第二方面，本發明提出了一種確定生物樣品是否具有高原適應性的方法。根據本發明的實施例，該方法包括以下步驟:從所述生物樣品提取核酸樣本；確定所述核酸樣本的核酸序列；所述核酸樣本的核酸序列與野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突變是所述生物樣品具有高原適應性的指示。通過根據本發明實施例的確定生物樣品是否具有高原適應性的方法，可以有效地確定生物樣品是否具有高原適應性，進而能夠針對性地對具有高原適應性差異的各生物樣品進行深入研究，從而能夠為急性高原病的治療及預防奠定基礎。并且，能夠在面對高原缺氧環境時，及時有效地對不具有高原適應性的生物樣品進行急性高原病的預防。
[0010]根據本發明的第三方面，本發明提出了一種確定生物樣品是否具有高原適應性的系統。根據本發明的實施例，該系統包括:核酸提取裝置，所述核酸提取裝置用于從所述生物樣品提取核酸樣本；核酸序列確定裝置，所述核酸序列確定裝置與所述核酸提取裝置相連，用于對所述核酸樣本進行分析，以便確定所述核酸樣本的核酸序列；判斷裝置，所述判斷裝置與所述核酸序列確定裝置相連，以便基于所述核酸樣本的核酸序列與野生型EPASl相比，是否在chr2，46441523位具有突變，判斷所述生物樣品是否具有高原適應性。利用該系統，能夠有效地實施前述確定生物樣品是否具有高原適應性的方法，從而可以有效地確定生物樣品是否具有高原適應性。進一步，能夠針對性地對具有高原適應性差異的各生物樣品進行深入研究，從而能夠為急性高原病的治療及預防奠定基礎。
[0011]根據本發明的第四方面，本發明提出了一種用于確定生物樣品是否具有高原適應性的試劑盒。根據本發明的實施例，該試劑盒含有:適于檢測EPASl基因突變體的試劑，其中與野生型EPASl相比，所述EPASl基因突變體在chr2，46441523位具有突變。利用根據本發明的實施例的試劑盒，能夠有效地確定生物樣品是否具有高原適應性，從而能夠在面對高原缺氧環境時，及時有效地對不具有高原適應性的生物樣品進行急性高原病的預防。
[0012]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0014]圖1顯示了根據本發明實施例的確定生物樣品是否具有高原適應性的系統及其組成部分的示意圖，其中，
[0015]圖1A為根據本發明實施例的確定生物樣品是否具有高原適應性的系統的示意圖；
[0016]圖1B為根據本發明實施例的核酸序列確定裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同 或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0018]EPASl基因突變體[0019]根據本發明的第一方面，本發明提出了一種分離的編碼EPASl突變體的核酸。根據本發明的實施例，所述核酸與野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突變。在本文中所使用的表達方式“編碼EPASl突變體的核酸”，是指與編碼EPASl突變體的基因相對應的核酸物質，即核酸的類型不受特別限制，可以是任何包含與EPASl突變體的編碼基因相對應的脫氧核糖核苷酸和/或核糖核苷酸的聚合物，包括但不限于DNA、RNA或cDNA。根據本發明的一個具體示例，前面所述的編碼EPASl突變體的核酸為DNA。根據本發明的實施例，發明人確定了 EPASl基因的突變體，該基因突變體與個體的高原適應性密切相關，從而通過檢測該基因突變體在生物樣品中是否存在，可以有效地檢測生物樣品是否具有高原適應性，也可以通過檢測該基因突變體在生物體中是否存在，可以有效地預測生物體是否具有高原適應性。
[0020]該編碼EPASl突變體的核酸，是本申請的發明人高通量外顯子組測序聯合候選基因突變驗證的方法確定的使個體具有高原適應性的突變，在現有技術中并未被提到。
[0021]發明人發現的該EPASl基因突變體與野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具
有突變。
[0022]需要說明的是，上述野生型EPASl基因的序列可以由人類基因組數據庫hglSucsc(可參見 http://hgdownload.soe.ucsc.edu/goldenPath/hgl8/chromosomes/,通過參照將其全文并入本文)獲得，其位于chr246378555和chr246465303兩個坐標之間，全長序列為86749η，在此不再贅述。另外，在本文中所使用的術語“chr2，46441523位”是指根據人類基因組數據庫hglSucsc中所列出的第二號染色體全長序列的第46441523位的堿基。發明人發現，當該位置的堿基由野生型的C突變為其他堿基時，尤其是突變為G，會使得生物體具有高原適應性的潛能。
[0023]已知，EPASl基因也稱作缺氧誘導因子 2a (hypoxia-1nducible factor2a,HIF-2a)。研究表明，在EPASl基因上發生的蛋白質穩定突變和紅細胞增多有關，且已證實EPASl基因上的SNP突變與運動員的表現相關。這些說明EPASl和紅血球細胞的生產調控有關。因而，EPASl基因可能參與個體的聞原適應性的調控機制。
[0024]確定生物樣品是否具有聞原適應性的方法
[0025]根據本發明的第二方面，本發明提出了一種確定生物樣品是否具有高原適應性的方法。根據本發明的實施例，該確定生物樣品是否具有高原適應性的方法可以包括以下步驟:
[0026]首先，從生物樣品提取核酸樣本。根據本發明的實施例，生物樣品的類型并不受特別限制，只要從該生物樣品中能夠提取到反映生物樣品EPASl是否存在突變的核酸樣本即可。根據本發明的實施例，生物樣品可以為選自人體血液、皮膚、皮下組織的至少一種。由此，可以方便地進行取樣和檢測，從而能夠進一步提高確定生物樣品是否具有高原適應性的效率。根據本發明的實施例，這里所使用的術語“核酸樣本”應做廣義理解，其可以是任何能夠反映生物樣品中EPASl是否存在突變的樣本，例如可以是從生物樣品中直接提取的全基因組DNA，也可以是該全基因組中包含EPASl編碼序列的一部分。根據本發明的一個實施例，所述核酸樣本為全基因組DNA。由此，可以擴大生物樣品的來源范圍，并且可以同時對生物樣品的多種信息進行確定，從而能夠提高確定生物樣品是否具有高原適應性的效率。
[0027]接下來，在得到核酸樣本之后，可以對核酸樣本進行分析，從而能夠確定所得到核酸樣本的核酸序列。根據本發明的實施例，確定所得到核酸樣本的核酸序列的方法和設備并不受特別限制。根據本發明的具體實施例，可以通過測序方法，確定核酸樣本的核酸序列。根據本發明的實施例，可以用于進行測序的方法和設備并不受特別限制。根據本發明的實施例，可以采用第二代測序技術，也可以采用第三代以及第四代或者更先進的測序技術。根據本發明的具體示例，可以利用選自Hiseq2000、S0LiD、454和單分子測序裝置的至少一種對核酸序列進行測序。由此，結合最新的測序技術,針對單個位點可以達到較高的測序深度，檢測靈敏度和準確性大大提高，因而能夠利用這些測序裝置的高通量、深度測序的特點，進一步提高對核酸樣本進行檢測分析的效率。從而，能夠提高后續對測序數據進行分析時的精確性和準確度。由此，根據本發明的實施例，確定核酸樣本的核酸序列可以進一步包括:首先，針對所得到的核酸樣本，構建核酸測序文庫；以及對所得到的核酸測序文庫進行測序，以便獲得由多個測序數據構成的測序結果。根據本發明的一些實施例，可以采用選自HiSeq2000、S0LiD、454和單分子測序裝置的至少一種對所得到的核酸測序文庫進行測序。另外，根據本發明的實施例，可以對核酸樣本進行篩選，富集EPAS1，該篩選富集可以在構建測序文庫之前，構建測序文庫過程中，或者構建測序文庫之后進行。根據本發明的一個實施例，針對核酸樣本，構建核酸測序文庫進一步包括:利用EPASl特異性引物，對核酸樣本進行PCR擴增；以及針對所得到的擴增產物，構建核酸測序文庫。由此，可以通過PCR擴增，富集EPASl序列，從而能夠進一步提聞確定生物樣品是否具有聞原適應性的效率。根據本發明的實施例，EPASl特異性引物的序列不受特別限制，根據本發明的優選實施例，這些EPASl外顯子特異性引物為如下表所示的至少一組引物:
[0028]
[0029]
【權利要求】
1.一種分離的編碼EPASl突變體的核酸，其特征在于，所述核酸與野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突變。
2.一種確定生物樣品是否具有高原適應性的方法，其特征在于，包括以下步驟: 從所述生物樣品提取核酸樣本； 確定所述核酸樣本的核酸序列； 所述核酸樣本的核酸序列與野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突變是所述生物樣品具有高原適應性的指示， 任選地，所述生物樣本為選自人體血液、皮膚、皮下組織的至少一種， 任選地，所述核酸樣本為全基因DNA。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，確定所述核酸樣本的核酸序列進一步包括: 針對所述核酸樣本，構建核酸測序文庫；以及 對所述核酸測序文庫進行測序，以便獲得由多個測序數據構成的測序結果， 任選地，采用選自Hiseq2000、SOLiD,454和單分子測序裝置的至少一種對所述核酸測序文庫進行測序。
4.一種確定生物樣品是否具有高原適應性的系統，其特征在于，包括: 核酸提取裝置，所述核酸提取裝置用于從所述生物樣品提取核酸樣本； 核酸序列確定裝置，所述核酸序列確定裝置與所述核酸提取裝置相連，用于對所述核酸樣本進行分析，以便確定所述核酸樣本的核酸序列；以及 判斷裝置，所述判斷裝置與所述核酸序列確定裝置相連，以便基于所述核酸樣本的核酸序列與野生型EPASl相比，是否在chr2，46441523位具有突變，判斷所述生物樣品是否具有高原適應性。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述核酸序列確定裝置進一步包括: 文庫構建單元，所述文庫構建單元用于針對所述核酸樣本，構建核酸測序文庫；以及 測序單元，所述測序單元與所述文庫構建單元相連，用于對所述核酸測序文庫進行測序，以便獲得由多個測序數據構成的測序結果。
6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述測序單元包括選自HISEQ2000、SOLiD,454和單分子測序裝置的至少一種。
7.一種用于確定生物樣品是否具有高原適應性的試劑盒，其特征在于，含有: 適于檢測EPASl基因突變體的試劑，其中與野生型EPASl相比，所述EPASl基因突變體在chr2，46441523位具有突變。
8.根據權利要求7所述的試劑盒，其特征在于，所述適于檢測EPASl基因突變體的試劑為核酸探針。
9.根據權利要求7所述的試劑盒，其特征在于，進一步包括EPASl特異性引物。
10.根據權利要求9所述的試劑盒，其特征在于，所述EPASl特異性引物為如下表所示的至少一組引物:
【文檔編號】C12Q1/68GK103911380SQ201310048166
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年2月6日 優先權日:2013年2月6日
【發明者】金鑫 申請人:深圳華大基因科技有限公司