6-基因组不稳定性
遗传学遗传物质稳定性
通过设计和构建人工基因组，实现遗传物质稳定 性的可控调节，为遗传学研究提供新途径。
06
遗传物质稳定性研究前景与 挑战
深入研究基因组结构和功能
解析基因组三维结构
阐明染色体在细胞核内的空间排布及其对基因表达调控的 影响，揭示基因组结构与功能之间的关系。
挖掘非编码RNA调控作用
全面解析非编码RNA在基因表达调控、染色质重塑和细胞 命运决定等方面的作用，揭示其调控机制。
加强公众沟通与参与
通过科普宣传、公众参与和多方利益相关者沟通等方式，增进公众对基因编辑技术的理解和信任，推动技术应用的合 理化和民主化。
培养专业人才和跨学科合作
加强基因编辑技术相关领域的人才培养和跨学科合作，推动技术创新和产业发展，为遗传物质稳定性研 究提供持续动力。
THANKS
VS
选择压力
环境变化可能导致某些表型的适应性降低 ，从而对个体和种群的遗传稳定性产生影 响。
时间因素：进化与适应
进化过程
长期进化过程中，种群内遗传物质的变异和 重组可能导致新的等位基因和基因型的出现 ，从而影响遗传稳定性。
适应性进化
面对环境变化，种群内可能出现适应性进化 ，导致遗传物质的变化和稳定性的改变。
02
遗传物质传递机制
DNA复制过程
半保留复制
DNA双链在复制时，每条链作为模板合成 新的互补链，形成两个完全相同的DNA分 子。
复制起点与方向
原核生物多个复制起点，真核生物单一复制起点； 复制方向均为5'→3'。
复制酶
DNA聚合酶催化磷酸二酯键生成，连接 DNA片段；解螺旋酶解开双链，单链结合 蛋白防止单链重新形成双链。
rRNA
核糖体RNA（rRNA）是核糖体的主要成分，与蛋白质结合形成核糖体，为蛋白质合成提供场所 。
恶性肿瘤的生物学特性
10、缺氧肿瘤分泌的IL-6和 IL-8可能促进“自我种植”
转移瘤
4、缺氧介导血管内侵入
（MMPs,PLAUR,CTSs和VEGF）
5、HIF-1а保护循环肿瘤细胞免于失巢 凋亡（NTRK2,MTA1,ITGs和微小血栓）
6、缺氧调节肿瘤细胞与内皮细胞的粘附 （SELE,VCAM1,ICAM1和ITGs）和外渗（ANGPTL4,MMPs和 VEGF）
主要生物学特性(三)：免疫逃逸
VEGF是免疫抑制性肿瘤微环境中肿瘤细胞逃避免疫监视的关键介质
VEGF异常在肿瘤微环境 起免疫抑制作用：
➢ 促进TAM细胞募集 ➢ 促进Treg细胞募集与增殖 ➢ 促进MDSC细胞的扩增 ➢ 促进TEM细胞募集 ➢ 抑制DC细胞成熟 ➢ 抑制T细胞增殖
Mossenta M,et al.Cancers (Basel). 2019 Jul 31;11(8). pii: E1086.
➢ 遗传不稳定性可对肿瘤进展产生重大影响，不仅导致特定通路的功能失调，而且对 肿瘤转移和对治疗的反应也有影响。
➢ 在抗癌治疗压力下，遗传不稳定性和肿瘤亚克隆结构会随着时间而进一步变化。
1.Burrell RA,et al.Nature. 2013 Sep 19;501(7467):338-45. 2.Reis AH,et al.Tumour Biol. 2016 Oct;37(10):13029-13038. 3.Fares J,et al.Signal Transduct Target Ther. 2020 Mar 12;5:28.
• 肿瘤细胞丧失“接触抑制”
• TGF-β途径破坏，激活EMT
1.Hanahan D,et al. Cell. 2011 Mar 4;144(5)646-74. 2. Lee S,et al.Curr Opin Genet Dev. 2003 Feb;13(1):90-6.
基因组稳定性和维持的分子机制和调控
基因组稳定性和维持的分子机制和调控基因组稳定性是指细胞染色体的结构、数量和功能的稳定性，维持基因组稳定性是细胞正常分裂和细胞生长的前提，同时也是预防基因突变和染色体易位的关键步骤。
基因组的稳定性由多种因素维持，其中包括DNA修复、染色质修饰、转录后修饰、RNA监视、表观遗传和细胞周期调控等多种分子机制。
本文将详细探讨这些分子机制的作用和调控。
1. DNA修复DNA修复是指细胞修复DNA损伤的过程，是维持基因组稳定性的第一道防线。
DNA损伤的来源很多，包括自然放射线、化学物质、紫外线、热等，而且每天每个细胞中都会产生数千次DNA损伤。
如果这些损伤没有被修复，就可能导致细胞突变和凋亡，从而影响基因组的稳定性。
DNA修复主要分为四类，包括直接损伤修复、间接损伤修复、错配修复和交叉连接修复。
这些修复机制是相互协作的，形成一个复杂的修复网络。
直接损伤修复：直接损伤包括双链断裂、单链断裂和碱基损伤等，细胞通过不同的机制对这些损伤进行修复。
其中双链断裂是最严重的一种DNA损伤，它会导致染色体的严重变化和细胞凋亡，因此需要高效的修复机制。
双链断裂主要通过同源重组、非同源末尾连接和DNA捆绑蛋白介导的双链断裂重合机制等修复。
间接损伤修复：间接损伤主要指由离子辐射、自由基和电离等导致的DNA旁效应。
间接损伤主要通过碱基修复酶、核苷酸切割酶、DNA芯片切割酶、DNA链转移酶和DNA聚合酶等来进行修复。
错配修复：错配修复是指修复DNA链上的错误碱基，其主要机制包括同源重组、DNA芯片切割和错配修复酶介导的错误碱基切除。
这种修复模式是在DNA重复时发生的，而且通常与染色体良性异常有关。
交叉连接修复：交叉连接修复是针对由化学物质和某些治疗手段引起的双链断裂和单链断裂。
这种修复通过同源重组、非同源末尾连接和DNA捆绑蛋白介导的双链断裂重合机制等不同机制完成。
2. 染色质修饰染色质修饰指调控染色体结构和功能的一系列化学改变，包括甲基化、乙酰化、泛素化、磷酸化等多种形式。
SUMO化修饰对维持基因组稳定性的作用
• 60 •国际遗传学杂志2021年2月15日第44卷第1期丨ntj Genet Feh.15 ,2021，Vol.44, No. 1• •SUMO化修饰对维持基因组稳定性的作用王雨思u张祎u2计薇u2吴杰〃1哈尔滨医科大学医学遗传学研究室150081; 2中国遗传资源保护与疾病防控教育部重点实验室（哈尔滨医科大学）150081通信作者：吴杰，Email:wujie@【摘要】基因组的稳定性是细胞正常生长、发育等过程的必须条件。
当D N A复制过程中出现损伤，进行及时的应答与修复对于维持基因组稳定性至关重要。
在DNA损伤应答的过程中，翻译后修饰对于蛋白的调控与维持基因组稳定性及完整性具有重要意义。
本文将对在DNA损伤修复应答过程中SUMO化修饰的研究进展进行阐述。
【关键词】SUMO化修饰；DNA损伤修复基金项目：国家自然科学基金（81301751 );黑龙江省博士后科研启动资助（LBH-Q16163);哈尔滨医科大学伍连德科学青年基金（WLD-QN201701 )DOI：10.3760/231536-20200820-00073The role of SUMO modification in maintaining genomic stabilityWang Yusiu, Zhang Ti1'2, Ji Wei12, Wu Jieu1L aboratory o f M edical Genetics, Harbin Medical University, Harbin 150081, China, 2K ey Laboratory o f P reservation o f H uman Genetic Resources and Disease control in China (Harbin Medical University), Ministry o fEducation, Harbin 150081, China.Corresponding author: WuJie, Email: ***************[Abstract ] Genomic stability plays an essential role in the process of growth and development.When damage occurs during DNA replication, prompt response and repair are critical to maintain the stability of genome. Studies have shown that post-translational modification plays an important role in regulatingproteins and maintaining genomic stability and integrity during DNA damage response. In the present paper, the research progress of sumoylation in response to DNA damage repair is reviewed.【Key words 】Sumoylation; DNA damage repairFund program：National Natural Science Foundation of China (81301751); Postdoctoral Scientific Research Development Fund of Heilongjiang Province (LBH-Q 16163); Wu Lien-Teh Youth Science Foundation of Harbin Medical University (WLD-QN 201701).DOI :10.3760/231536-20200820-00073在DNA复制过程中，对遗传物质的精准控制 是维持基因组稳定性的必要条件。
《与人遗传病相关的DNA重复序列PCR条件优化及遗传不稳定性的研究》范文
《与人遗传病相关的DNA重复序列PCR条件优化及遗传不稳定性的研究》篇一一、引言随着人类基因组学的深入研究，遗传性疾病逐渐成为了科学研究与临床实践的重要关注点。
遗传病与人类DNA中的特定重复序列有密切的关系。
其中，遗传不稳定性的问题尤为重要，涉及遗传物质的稳定性及可能引起的各种遗传病。
本篇研究论文主要探讨了与人遗传病相关的DNA重复序列PCR条件优化及遗传不稳定性的研究。
二、DNA重复序列PCR条件优化1. 引言在遗传性疾病的研究中，PCR（聚合酶链式反应）技术是常用的分子生物学技术之一，用于检测和分析DNA中的重复序列。
然而，由于DNA重复序列的特殊性，PCR反应条件的优化变得尤为重要。
2. PCR条件优化策略首先，通过生物信息学的方法对DNA重复序列进行分析，明确其结构和特征。
在此基础上，设计特异性引物，优化PCR反应体系中的各组分浓度，包括模板DNA、引物、dNTPs、缓冲液等。
同时，针对不同的重复序列类型，调整PCR反应的温度和时间等参数。
3. 实验方法与结果采用梯度PCR、实时荧光定量PCR等方法，对不同条件下的PCR反应进行优化。
实验结果显示，在特定条件下，PCR的特异性、灵敏度和可重复性均得到显著提高。
这为后续的遗传不稳定性的研究提供了可靠的实验方法。
三、遗传不稳定性的研究1. 遗传不稳定性的定义与特点遗传不稳定性是指基因组中遗传物质的改变和不稳定现象，包括基因突变、染色体变异等。
这些变化可能导致遗传性疾病的发生和发展。
2. 遗传不稳定性与DNA重复序列的关系研究表明，DNA重复序列的异常扩增、缩短或重组等变异可能与遗传不稳定性密切相关。
因此，本部分研究重点探讨DNA 重复序列变异与遗传不稳定性的关系及其可能的致病机制。
3. 研究方法与结果采用细胞遗传学、分子生物学等方法，对不同类型遗传病患者的DNA样本进行检测和分析。
实验结果显示，在部分患者中存在DNA重复序列的异常变异，这些变异与遗传不稳定性密切相关。
《与人遗传病相关的DNA重复序列PCR条件优化及遗传不稳定性的研究》
《与人遗传病相关的DNA重复序列PCR条件优化及遗传不稳定性的研究》一、引言遗传病是一种由于基因变异导致的疾病，它能够通过遗传的方式影响人们的健康和生活质量。
其中，DNA重复序列的异常是导致许多遗传病的重要原因之一。
为了更准确地检测和诊断这些遗传病，PCR（聚合酶链式反应）技术被广泛应用于医学研究中。
本文将探讨与人遗传病相关的DNA重复序列PCR条件优化及遗传不稳定性的研究。
二、DNA重复序列PCR条件优化1. 引物设计PCR引物的设计是PCR实验成功的关键。
针对不同的DNA 重复序列，应设计特异性高、退火温度适宜的引物。
此外，还需考虑引物的长度、GC含量等因素，以优化PCR反应的效率。
2. PCR反应体系优化PCR反应体系包括DNA模板、引物、dNTPs（脱氧核糖核苷三磷酸）、Mg2+浓度、聚合酶等。
针对不同的DNA重复序列，需对各成分的浓度进行优化，以获得最佳的PCR扩增效果。
3. PCR循环参数优化PCR循环参数包括变性温度、时间、延伸温度、时间等。
这些参数的优化可以提高PCR的特异性和灵敏度，减少非特异性扩增和假阳性结果。
三、遗传不稳定性的研究1. 遗传不稳定性的定义及类型遗传不稳定性是指基因组中DNA序列的异常变化，包括基因突变、染色体变异等。
这些变化可能导致遗传信息的传递和表达出现异常，从而引发各种遗传病。
2. DNA重复序列与遗传不稳定性的关系DNA重复序列的异常与遗传不稳定性密切相关。
重复序列的扩增、缺失、重排等可能导致基因组的不稳定，进而引发遗传病。
因此，研究DNA重复序列的变异对于揭示遗传不稳定性的机制具有重要意义。
3. 遗传不稳定性的检测方法目前，检测遗传不稳定性的方法主要包括基因测序、荧光原位杂交（FISH）、Southern杂交等。
其中，PCR技术因其高灵敏度、高特异性等优点，在检测遗传不稳定性方面具有重要应用价值。
四、实验方法与结果分析1. 实验方法本研究采用PCR技术，针对不同的DNA重复序列进行扩增，通过优化PCR条件，获得清晰的扩增结果。
【7A文】华大基因遗传咨询认证习题
第二门：人类遗传学原理1.通常情况下，R-连锁隐性遗传病女性发病率很低，在哪种特殊情况下可以引起女性发病？A．LRon化-正确B．多倍体C．女性年纪大D．近亲结婚LRon假说：R染色体失活假说1）两条R染色体中只有一条在遗传上是有活性的，其结果是R连锁基因得到了剂量补偿，保证雌雄个体具有相同的有效基因产物。
2）失活是随机的，发生在胚胎发育早期，某一细胞的一条染色体一旦失活，这个细胞的所有后代细胞中的该条R染色体均处于失活状态3）杂合体雌性在伴性基因的作用上是嵌合体，即某些细胞中来自父方的伴性基因表达，某些细胞中来自母方的伴性基因表达，这两类细胞镶嵌存在。
2.杂合子（Aa）在不同条件下，可以表现为显性，即表达出相应的表型；也可以表现为隐性，即不表达出相应的性状。
这种情况叫做：A．延迟显性B．共显性C．不规则显性-正确D．不完全显性3.Prader–Willi综合征，PWS和Angelman综合症的分子缺陷类别不包括以下哪项A．重组-正确B．缺失C．单亲二体D．印记突变天使综合症的病因是是由基因缺陷引起，是15号染色体q11-q13缺失所致。
本病由母系单基因遗传缺陷所致。
由于来自母亲的第15号染色体印迹基因区15q部份缺陷，或同时拥有两条来自父亲的带有此缺陷的第15号染色体。
相反，若基因缺陷来自父亲，或同时拥有两条来自母亲的基因缺陷，则会造成普瑞德威利综合症（Prader-WillisRndrome）4.以下哪个不是R连锁的遗传病？A.地中海贫血-正确（常染色体隐性遗传）B.假肥大型肌营养不良C.血友病D.脱色性色素失调症5.线粒体基因的特点不包括以下哪点？A.位于细胞浆内B.环状双链DNA（裸露的DNA双链分子）C.有自身独特的密码子D.46条染色体-正确判断题1.生殖腺嵌合发生在减数分裂过程中。
错错，生殖腺嵌合发生在有丝分裂过程中2.在一位DMD男性患儿中检测到了几个外显子的缺失，该突变一定来自患者的母亲。
分子诊断学_复杂性疾病的分子诊断
7. DNA alterations have been detected in patients with small or even in situ lesions, indicating that tumor DNA is shed into circulation early in the disease.
chromosomal：染色体；monogenic/single-gene： 单基因；polygenic/multifactorial多基因
4. Polygenic or multifactorial disorders result from multiple genetic and/or epigenetic factors that do not conform to traditional Mendelian inheritance pattens, which are different in monogenic disorders.
人类基因组循环DNA来源于： ① 细胞死亡后释放的DNA片段； ② 细胞主动分泌或释放的DNA片段
三．分子诊断的常用方法与思路
分子杂交（molecular hybridization） 不同来源或不同种类生物分子间相互特异识别而 发生的结合。如核酸(DNA、RNA)之间、蛋白质 分子之间、核酸与蛋白质分子之间、以及自组装 单分子膜之间的特异性结合。
alterations：改变，更改；in situ：在原来的位置； lesion：机能障碍；
8. Our ever broadening insights into the molecular basis of disease processes continue to provide an opportunity for the clinical laboratory to develop and implement new and novel approaches for diagnosis, monitoring, drug resistance and prognostic assessment of human diseases.
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分子机制研究套路（六）
基因组不稳定性
课题：A肿瘤的微卫星不稳定与染色体不稳定研究
1．概念介绍：
微卫星(microsatellite,MS)是由1-6个核普酸组成，具有高度多态性的简单串联重复序列，广泛分布于整个基因组DNA序列中，复制过程中易于发生改变，人类基因组中最常见的微卫星序列是胞嘧啶和腺嘌呤的二聚体（CA），尽管微卫星序列在个体之间存在广泛的多态性，但在个体内部保持一定的稳定性，而且能在后代中保持遗传的稳定，因此微卫星序列是重要的遗传标志，可以作为遗传学研究的标志。
微卫星不稳定性(MSI)是这些简单重复序列的改变，MSI只有在许多细胞都发生同样的改变才能被检测出，是肿瘤细胞克隆性增殖的一个指标。
错配修复功能下降会引起DNA复制错误增加，导致MSI，目前研究表明MSI是错配修复基因失活的一个重要表型。
MSI检测的方法较多，常用的检测方法有变性凝胶电泳、基因扫描、变性高效液相色谱分析等方法。
基因扫描法将微卫星位点的PCR引物在一端进行荧光标记，然后扩增该微卫星位点，将PCR扩增产物在荧光毛细管中进行电泳，以基因扫描进行分析得出不同条带的碱基数，从而确定其大小，该方法的敏感性较高，可以高通量检测微卫星位点。
染色体是细胞遗传的物质基础，分子细胞遗传学研究表明大多数肿瘤细胞特别是实体瘤细胞在发生发展的过程中都存在染色体片段的非随机异常，表现为染色体数目或结构的改变，这些改变与原癌基因的扩增和抑癌基因的缺失密切相关。
染色体不稳定(CIN)包括整条染色体的获得或缺失(非整倍体)、杂合性缺失、染色体易位、重排、基因扩增导致的染色体均染区、双微体等。
细胞核中DNA含量直接反映细胞核酸代谢水平和生长增殖活性，正常细胞核DNA的含量
比较稳定，多以二倍体形式出现，肿瘤细胞的DNA含量增高，多为非整倍体。
测定细胞核DNA的含量可直接反映肿瘤细胞增殖状态，在判断肿瘤的恶性程度及预后方面有重要意义。
2．研究思路：
2.1A肿瘤的微卫星不稳定（MSI）研究 (2)
2.1.1A肿瘤中MSI检出率 (2)
2.1.2A肿瘤的MSI与临床病理特征的关系 (3)
2.2A肿瘤的DNA倍体分析 (3)
2.2.1DNA倍体分析结果 (3)
2.2.2A肿瘤的DNA倍体分析与临床病理特征的关系 (3)
2.3比较基因组杂交（CGH）研究A肿瘤的染色体变异 (3)
2.3.1CGH分析结果 (3)
2.3.2染色体变异数与临床病理特征的关系 (3)
2.4染色体变异与DNA倍体的关系 (4)
2.5染色体变异与MSI的关系 (4)
2.1A肿瘤的微卫星不稳定（MSI）研究
2.1.1A肿瘤中MSI检出率
首先需要明确所研究肿瘤类型的微卫星敏感位点MSI-1和MSI-2（例如：单碱基重复序列BA T25和BAT26是检测散发性结直肠癌MSI高度敏感的位点），然后设计引物，并在引物上游或下游标记荧光染料，应用荧光标记多重PCR法扩增微卫星位点MSI-1和MSI-2，应用全自动DNA测序仪和Genescan3.1软件对A肿瘤进行MSI分析。
结果显示：N例A肿瘤患者中，MSI-1和MSI-2两个位点均阳性者＿例，MSI-H发生率为＿%；MSI-L发生率为＿%，其中MSI-1单位点阳性者＿例，MSI-2单位点阳性者＿例；两
个位点均阴性者＿例，MSS发生率为＿%。
2.1.2A肿瘤的MSI与临床病理特征的关系
考察A肿瘤中MSI-H、MSI-L和MSS组别在性别、年龄、组织类型、分化程度、肿瘤浸润深度、淋巴结转移、远处转移等方面是否有统计学差异。
2.2A肿瘤的DNA倍体分析
2.2.1DNA倍体分析结果
通过流式细胞仪分析＿例A肿瘤标本中，二倍体为＿例，占＿%；异倍体为＿例，
比例为＿%。
2.2.2A肿瘤的DNA倍体分析与临床病理特征的关系
结果显示，A肿瘤的DNA倍体与患者的性别、年龄及组织学类型无明显相关性。
低分化癌异倍体发生率高于高、中分化癌，但均未达到统计学差异(P>0.05)。
DNA倍体与患者的TNM 分期有密切关系，分期越高，异倍体的比例越高，统计学有显著差异。
2.3比较基因组杂交（CGH）研究A肿瘤的染色体变异
2.3.1CGH分析结果
在CGH检测的＿例A肿瘤中，所有病例均有不同程度的染色体臂发生扩增或丢失。
＿例A 肿瘤中共有＿处染色体臂变化，其中＿处扩增和＿处丢失。
平均每例变异数为＿，其中扩增数为＿，丢失数为＿，扩增数明显多/少于丢失数，其比例为＿。
将＿例A肿瘤出现染色体异常的性质及区域定位总结于一张CGH概貌图，常见的染色体扩增区域(>20%)有:＿，＿，＿等；常见的染色体丢失区域(>20%)有:＿，＿，＿等。
2.3.2染色体变异数与临床病理特征的关系
TNM分期中111、IV期A肿瘤的染色体总变异数和扩增数、缺失数均高于I、
11期，两者差异有统计学意义。
肿瘤部位、组织学类型、分化程度等与染色体总
变异数、扩增数和丢失数比较差异均无统计学意义。
常见的染色体扩增区域中＿区域与TNM分期有关，111、IV期A肿瘤＿区域扩增数
明显高于I、11期，＿区域、＿区域和＿区域与TNM分期无明显关系。
常见缺失区域＿区域、＿区域和＿区域等与A肿瘤的临床分期间差异均无统计学意义
2.4染色体变异与DNA倍体的关系
＿例二倍体A肿瘤共有＿处染色体臂变化，其中＿处扩增和＿处缺失，平均每例染色体变异数为＿，扩增数为＿，缺失数为＿。
＿例异倍体MSS的A肿瘤共有＿处染色体臂变化，其中＿处扩增和＿处缺失，平均每例染色体变异数为＿，扩增数为＿，缺失数为＿。
二倍体与异倍体两者在染色体总变异数及缺失数上有显著差异。
二倍体常见的染色体扩增区域(>20%)有:＿，＿，＿等；二倍体常见的染色体丢失区域(>20%)有:＿，＿，＿等。
异倍体常见的染色体扩增区域(>20%)有:＿，＿，＿等；异倍体常见的染色体丢失区域(>20%)有:＿，＿，＿等。
2.5染色体变异与MSI的关系
＿例MSI-H的A肿瘤共有＿处染色体臂变化，其中＿处扩增和＿处缺失，平均每例染色体变异数为＿，扩增数为＿，缺失数为＿。
＿例MSS的A肿瘤共有＿处染色体臂变化，其中＿处扩增和＿处缺失，平均每例染色体变异数为＿，扩增数为＿，缺失数为＿。
MSI-H与MSS两者在染色体总变异数及缺失数上有显著差异。
MSI-H常见的染色体扩增区域(>20%)有:＿，＿，＿等；MSI-H常见的染色体丢失区域(>20%)有:＿，＿，＿等。
MSS常见的染色体扩增区域(>20%)有:＿，＿，＿等；MS S常见的染色体丢失区域(>20%)有:＿，＿，＿等。