法医遗传的运用论述

法医遗传的使用论述

基因组印记

基因组印记是一种不遵循传统孟德尔遗传规律的表观遗传现象。这是

因为来源于某一亲本的等位基因或其所在的染色体发生了表观遗传修饰，导致不同亲本来源的两个等位基因在子代细胞中表达不同。受印

记机制调控而差异表达的基因称之为印记基因（imprintedgene）。当

前在植物、昆虫和哺乳动物中均发现了基因组印记现象，而在鸟类、

鱼类、爬行类和两栖类动物普遍认为不存有印记现象。1991年Bartolomei等采用基因敲除技术在小鼠中首次确认了类胰岛素生长因

子2型受体和非编码RNAH19基因两个母源印记基因及一个类胰岛素生

长因子2型父源印记基因。2007年，杜克大学的研究人员用机器学习

的人工智能形式发现了156个新的印记基因，并以此为基础创造了第

一张人类基因组印记基因图谱。

X染色体失活

X染色体失活是指雌性哺乳类细胞中两条X染色体的其中之一失去活

性的现象，X染色体会被包装成异染色质，进而因功能受抑制而沉默化，这种现象也称为X染色体的剂量补偿（dosagecompensation）。X染色体失活的起始和选择发生在胚胎发育的早期，这个过程被X染色体失

活中心（X-inactivationcenter，XIC）所控制，是一种反义转录的调

控模式。这个失活中心存有着X染色体失活的特异性转录基因，当失

活命令下达时，这个基因产生1个17kb不翻译的RNA与X染色体结合，介导DNA甲基化和组蛋白修饰，引发并维持X染色体的失活。X染色体失活中心还有“记数”功能，即保持每个二倍体中仅有1条X染色体

有活性，其余全部失活。X染色体的失活状态需要表观遗传修饰来维持，能够通过有丝或减数分裂遗传给后代。

非编码RNA

非编码RNA是指不能翻译为蛋白质的功能性RNA分子，其中包括rRNA、tRNA、snRNA、snoRNA、microRNA等多种已知功能的RNA以及未知功能的RNA。按照它们的大小可分为长链非编码RNA和短链非编码RNA，前

者在基因簇以至于整个染色体水平发挥顺式调节作用，后者在基因组

水平调控基因表达并介导mRNA的降解，诱导染色质结构改变，决定细

胞的分化命运，还对外源的核酸序列有降解作用以保护本身的基因组。microRNA是一类内源产生的长度约为22个核苷酸的非编码小RNA分子，广泛存有于真核生物甚至病毒中，通过调节编码蛋白的基因的表达或

翻译来发挥调控作用。microRNA的功能十分广泛并且渗入到了生理病

理学的各种调控途径中，包括发育周期、细胞增殖和分化、细胞凋亡、新陈代谢、神经调控、肿瘤发生以及病毒和宿主的相互作用等。在法

医学应用中，因为降解后的片段长度过小，不能实行有效的PCR扩增，不过microRNA就能满足降解检材的PCR扩增，开始成为注重的热点。

表观遗传学在法医学中的应用

1表观遗传学与亲权鉴定

自1985年英国遗传学家AlecJeffreys教授首次报道DNA指纹图技术

应用于法医DNA分析以来，DNA分析技术已经在多起重大的刑事犯罪侦破和民事诉讼中发挥重要的作用。当前主要是以荧光标记STR与SNP

等传统遗传标记实行个体识别和亲权鉴定。但在法医学亲子鉴定中，

尤其是子代为杂合子或者父（母）和子代为相同的杂合子的单亲鉴定中，亲代的必需等位基因可能无法确定，使基因座的鉴别水平下降。

但通过使用亲缘特异性甲基化遗传标记能够直接判定等位基因的亲源，从而确定亲代的必需等位基因。Zhao等应用甲基化特异性PCR对被甲

基化标记的母系SNP位点rs220028实行检测证明了这个观点。另外，Poon等报道，采用DNA甲基化标记可有效识别孕妇外周血中的胎儿DNA，这也为产前的亲权鉴定提供了一种非侵入性的检测方法。

2表观遗传学与年龄推断鉴定

个体年龄推断一直是法医学研究的重要内容。当前实际工作中，个体

年龄推断主要依据人类学方法，通过测量与年龄相关的骨骼、牙齿标

志等，根据相关模型实行推算。近年来，很多研究者发现表观遗传学

为个体年龄推断的研究提供了一种新的思路。DNA甲基化随年龄变化的特点为利用甲基化标记实行年龄推断提供了可能。陈培利等利用人胚

肺二倍体成纤维细胞（humanembryoniclungdiploidfibroblast，2BS）实行体外培养，发现其p16基因启动子区及外显子Ⅰ处的DNA甲基化

水平随个体细胞代龄的增加而降低。Tra等用限制性标记基因组扫描（restrictionlandmarkgenomescanning，RLGS）技术对T淋巴细胞2000个基因座的甲基化年龄变化情况实行了调查，发现29个基因座有变化，其中23个增加，6个降低。因为甲基化标记数目众多，从中能

够筛选出一组适合于法医学应用的、年龄变化有规律的座位，应用于

微量检材的年龄推断。尹慧等用高效液相色谱（HPLC）法对94个健康

个体DNA甲基化水平的检测发现，5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine，5mC）含量随年龄增加而降低，50岁以上与50岁以下年龄组5mC含量

差异具有统计学意义。2010年，Teschendorff等通过对261个绝经后

妇女全血样本约14000个基因启动子区超过27000个CpG的甲基化状

态实行分析，证实干细胞多梳蛋白家族（polycombgroup，PcG）靶基

因比非靶基因更容易随年龄发生甲基化，并且变化不依赖于组织类型、疾病状态和甲基化水平。

Bocklandt等通过度析唾液中的DNA甲基化标记，能够预测一个样本

组成员的年龄，结果与实际年龄相差大约在5岁范围内。这项技术如

果被确证，可能会成为法医取证方面很有用的一种工具。同时，它还

表明了一种可能性：DNA甲基化修饰或许能够提供一种比计算生日更具医学相关性的年龄测定方法。

2010年，NorenHooten等在外周血单核细胞中的800个microRNA标

记中筛选出9个与年龄相关的基因，但发现其中5个与疾病相关，该

研究表明microRNA能够作为推断年龄以及和年龄相关疾病的诊断指标。