[发明专利]一种验证顺式作用基因表达数量性状基因座真实性的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及遗传基因组学、生物信息学、分子生物学等多个领域，是一种顺式作用基因表达数量性状基因座真实性验证的方法。

背景技术：

近年来，随着人类及一系列模式生物全基因组测序工作相继完成，阐明基因互作网络、调控网络及代谢网络的生物学功能，成为后基因组时代(post genome era)的生物学研究的重点及热点。一直以来，基因组学研究和经典数量遗传学的研究互不渗透，独立进行，使用各自的研究设计方案、试验材料及分析工具。最近，有学者提出遗传基因组学(genetical genomics)的概念，将数量性状基因座(quantitative trait loci，QTL)定位和基因表达(expression)分析联合运用，即基因表达数量性状基因座(Expression QTL，eQTL)分析技术。通过定位基因组中控制某基因表达的基因座，寻找出控制某基因表达的上游调控位点，挖掘受该基因调节的下游基因以及与该基因协同作用的其他基因，建立基因表达调控网络，从而深入地揭示复杂性状的分子机理和调控网络。eQTL分析综合运用了多门学科的研究方法，如分子生物学、生物信息学、生物统计学、基因组学与遗传学等。借助eQTL分析，我们既可以通过基因芯片技术了解大多数基因表达的差异，同时又可以借助于QTL定位技术找到控制这些基因表达差异的上游基因位点。这种方法的优点在于能同时在某一时间、某一部位的两个层次上分析基因表达和控制基因表达的情况，达到系统了解基因转录的上游调控机制，最终构架基因表达网络模型的目的。因此这一技术比以往研究单个基因表达调控的效率高得多，能系统的反映基因表达及表达所受调控两个水平上的变化。

通过基因表达数量性状基因座定位的方法能对基因组的几万个转录子同时进行eQTL分析，转录子与传统意义上的表型不同，每个转录子在基因组上的相应位置是已知的，因此，可根据eQTL定位到的区间与转录子在染色体上的相对位置，将eQTL分为顺式作用eQTL(cis-eQTL)和反式作用eQTL(trans-eQTL)：若eQTL被定位到基因自身所在的区域则为顺式作用，一般我们将定位在自身基因所在位置±5Mb以内的eQTL称为cis-eQTL，cis-eQTL的候选基因即为基因自身，也就是说往往认为引起该表达变异的基因就是其本身；反之，若被定位到基因自身所在基因组位置以外的其他区域，即不同染色体或相同染色体的不同区间(通常大于20Mb)，反式作用一般是通过改变基因的编码序列，从而引起蛋白结构的改变，最终影响定位转录子的基因表达差异，反式作用也可能是转录因子通过其它某种途径发挥的作用。

基因芯片技术是目前获得大批量基因表达资料的主要手段，是遗传基因组学分析中不可获缺的工具。探针与靶序列的特异性结合是基因芯片技术的核心，因而任何改变探针杂交亲和力的因素都会对芯片检测结果产生较大的影响。有关探针靶序列的多态性改变探针亲和力，降低检测信号的灵敏度和准确性，从而导致假阳性结果的产生的现象已引起研究者的高度重视。Benovoy等人提出‘masking’probes的方案，即剔除所有目的区含有已知多态性位点(HapMap phase II SNPs)的探针，应用其余探针进行表达量的检测。但这种做法在降低假阳性检出率的同时，以牺牲信息量为代价，‘masking’probes后，会有部分序列根本得不到检测。

SNP在基因组中广泛存在，目前利用多种手段发现小鼠C57BL/6J和DBA/2J两个品系之间存在1400多万个SNPs。在基因组DNA中，位于编码区内的SNP(coding SNP，cSNP)比较少，因为外显子的变异率仅为其它序列的1/5，SNP更可能出现在非编码序列中，包括启动子、内含子和基因间的序列。调控序列主要分布在非编码区域，因此这部分序列的变异可能会造成表达的改变。但是如果序列的多态性(如SNP，INDEL)发生在探针序列上，则会导致假阳性cis-eQTL的产生。为了研究SNP对eQTL分析，尤其是对cis-eQTL定位结果的影响，我们对探针不同位置上的SNP引起的假阳性率进行了评估，结果表明在探针中心位置的SNP对eQTL的定位影响远大于位于探针未端的SNP。有关如何大批量分析cis-eQTL的真实性的方法，目前国内外还无相关报道，如何高效而准确地判断cis-eQTL的真假是本发明的关键所在。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种高效而又准确地验证顺式作用基因表达数量性状基因座真实性的方法。

本发明的技术解决方案是：