[发明专利]标志物组合及其在有丝分裂重组热点检测中的应用

说明书

本发明涉及合成生物学技术领域，尤其涉及标志物组合及其在有丝分裂重组热点检测中的应用。本发明提供的PCRTag标签组合能够用于快速检测真核生物基因组有丝分裂重组热点。利用该标签组合能够通过特异性水印标签快速鉴定同源染色体的有丝分裂重组热点，为研究真核生物有丝分裂重组事件提供了便利方法。

技术领域

本发明涉及合成生物学技术领域，尤其涉及标志物组合及其在有丝分裂重组热点检测中的应用。

背景技术

DNA分子间的同源重组是指DNA序列经历双链断裂、重组修复、染色体分离过程实现序列间的重新组合，形成新型DNA分子的生物学过程。同源重组不仅可以修复DNA的双链断裂(double-stranded break，DSB)，维持基因组稳定性，而且可以实现遗传信息的交叉互换，产生子细胞遗传多样性，加速生物进化过程。

同源重组包含减数分裂重组和有丝分裂重组两种方式，自然状态下，细胞中的遗传物质更倾向于进行减数分裂重组，有丝分裂重组的发生率比减数分裂重组事件的发生率低10⁴～10⁵倍，因此人们对减数分裂重组事件的研究更为深入。但是有丝分裂重组在真核生物中也具有十分重要的作用，包括修复自发产生的DSB、重新启动停滞的复制叉、在缺少端粒酶的细胞中提供一个端粒复制替代途径、通过产生新的染色体重排促进基因组进化。细胞有丝分裂过程中的染色体重排会导致肿瘤抑制位点的杂合性缺失(loss ofheterozygosity，LOH)，进而诱发细胞的恶性生长，诱发癌细胞，虽然LOH的诱因有很多，但在一项关于视网膜母细胞瘤的研究中，约有一半的LOH事件与有丝分裂重组相关，因此关于有丝分裂重组机制的研究还可以为癌症的诱发机制提供指导意见。

早期只是对酵母中单个重组热点区域进行探究，大量的研究都是通过构建减数分裂特异性整合质粒对染色体重排率进行表征，它能够在减数分裂过程中整合到基因组中导致同源区域的异位重组，研究发现位于III号染色体2-2.5cM/kb处靠近THR4的DNA片段的减数分裂重组率比染色体的平均重组率高出6倍，该位点为一个强效DSB位点。应用类似的方法，还定位了酿酒酵母的以下重组热点：HIS2、HIS4、ARG4、CYS3、DED81、ARE1/IMG1、CDC19、LEU2-CEN3。通过对上述热点进行序列分析发现，大部分重组热点均为DSB位点，通常是对DNase I敏感的串联重复序列，但也有例外，比如ade6-M26的重组热点并未位于DSB位点处，而是位于DSB位点上游500bp的序列中，该位点可以和转录因子Atf1/Pcr1结合，White及其同事也通过实验HIS4热点需要与转录因子Bas1、Bas2和Rap1结合热点，这种需要与转录因子结合的热点称为“α”热点，而不需要与转录因子结合的热点称为“β”热点。以上实验说明DSB位点是发生重组断裂的首选位点，但并非重组率的唯一影响因素，重组率还与染色质结构、染色体所处环境密切相关。