Epas1基因突变体及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及分离的编码EPAS1突变体的核酸、确定生物样品是否具有高原适应性的方法、确定生物样品是否具有高原适应性的系统，以及用于确定生物样品是否具有高原适应性的试剂盒。其中，该分离的编码EPAS1突变体的核酸，与所述核酸与野生型EPAS1相比，在chr2，46441523位具有突变。通过检测该新突变体在生物样品中是否存在，可以有效地检测生物样品是否具有高原适应性。
【专利说明】EPAS1基因突变体及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及EPASl基因突变体及其应用。具体地，本发明涉及分离的编码EPASl突变体的核酸，确定生物样品是否具有高原适应性的方法，确定生物样品是否具有高原适应性的系统，以及用于确定生物样品是否具有高原适应性的试剂盒。
【背景技术】
[0002]对于非高原世居人群，通常在初入高原的数天至数周内，各系统产生一系列生理学改变，如呼吸加深加快，以增加肺通气；血流量增加，血红蛋白浓度增加，以加强血氧供应。这一系列反应涉及诸多生物学过程，包括从基因到蛋白质水平的调节过程，称之为高原习服(acclimation)。研究表明，人类对高山低氧的习服有明显的个体差异，如习服程度大小、习服产生的快慢、习服表现的特点等均因人而异。并且高山习服的快慢和程度等与其在平原时的体质、体能状况并不完全相关。当急进高原时低氧环境、高原习服较差的人会产生各种病理反应，可在数小时至数天内发生急性高原病。急性高原病，发病急、病情重、发展快，但目前仍没有能够有效治疗及预防该病的方法和药物。因此，针对高原适应性及急性高原病的研究，意义重大。[0003]然而，目前对急性高原病的研究仍有待深入。
【发明内容】
[0004]本发明是基于发明人的下列发现而完成的:
[0005]非高原世居人群，通常在初入高原的数天至数周内易发急性高原病。而高原世居藏族人群，对高原低氧环境适应能力最佳，不或很少发生急性高原病。目前，从生理和生化角度对藏族人高原适应机制的研究已取得了许多重大的发现，但是在基因水平的适应机制还不清楚。并且，迄今为止国外对高原人群适应性遗传机制的研究主要集中在南美安第斯山脉居民，而且主要以少数基因为着眼点，尚不能从基因组学角度全面深入地揭示低氧适应的遗传机制，也并没有有效的治疗及预防急性高原病的药物和方法。
[0006]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够有效确定生物样品是否具有高原适应性的方法。
[0007]本发明是基于发明人的下列工作而完成的:发明人通过高通量外显子组测序联合候选基因突变验证的方法确定了与野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突变的个体具有高原适应性。
[0008]根据本发明的第一方面，本发明提出了一种分离的编码EPASl突变体的核酸。根据本发明的实施例，该核酸与野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突变。根据本发明的实施例，发明人确定了 EPASl基因的突变体，该突变体与个体的高原适应性密切相关，从而通过检测该基因突变体在生物样品中是否存在，可以有效地检测生物样品是否具有高原适应性，进而能够针对性地对具有高原适应性差异的各生物样品进行深入研究，从而能够为急性高原病的治疗及预防奠定基础。[0009]根据本发明的第二方面，本发明提出了一种确定生物样品是否具有高原适应性的方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤:从所述生物样品提取核酸样本；确定所述核酸样本的核酸序列；所述核酸样本的核酸序列与野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突变是所述生物样品具有高原适应性的指示。通过根据本发明实施例的确定生物样品是否具有高原适应性的方法，可以有效地确定生物样品是否具有高原适应性，进而能够针对性地对具有高原适应性差异的各生物样品进行深入研究，从而能够为急性高原病的治疗及预防奠定基础。并且，能够在面对高原缺氧环境时，及时有效地对不具有高原适应性的生物样品进行急性高原病的预防。
[0010]根据本发明的第三方面，本发明提出了一种确定生物样品是否具有高原适应性的系统。根据本发明的实施例，该系统包括:核酸提取装置，所述核酸提取装置用于从所述生物样品提取核酸样本；核酸序列确定装置，所述核酸序列确定装置与所述核酸提取装置相连，用于对所述核酸样本进行分析，以便确定所述核酸样本的核酸序列；判断装置，所述判断装置与所述核酸序列确定装置相连，以便基于所述核酸样本的核酸序列与野生型EPASl相比，是否在chr2，46441523位具有突变，判断所述生物样品是否具有高原适应性。利用该系统，能够有效地实施前述确定生物样品是否具有高原适应性的方法，从而可以有效地确定生物样品是否具有高原适应性。进一步，能够针对性地对具有高原适应性差异的各生物样品进行深入研究，从而能够为急性高原病的治疗及预防奠定基础。
[0011]根据本发明的第四方面，本发明提出了一种用于确定生物样品是否具有高原适应性的试剂盒。根据本发明的实施例，该试剂盒含有:适于检测EPASl基因突变体的试剂，其中与野生型EPASl相比，所述EPASl基因突变体在chr2，46441523位具有突变。利用根据本发明的实施例的试剂盒，能够有效地确定生物样品是否具有高原适应性，从而能够在面对高原缺氧环境时，及时有效地对不具有高原适应性的生物样品进行急性高原病的预防。
[0012]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0014]图1显示了根据本发明实施例的确定生物样品是否具有高原适应性的系统及其组成部分的示意图，其中，
[0015]图1A为根据本发明实施例的确定生物样品是否具有高原适应性的系统的示意图；
[0016]图1B为根据本发明实施例的核酸序列确定装置的示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同 或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0018]EPASl基因突变体[0019]根据本发明的第一方面，本发明提出了一种分离的编码EPASl突变体的核酸。根据本发明的实施例，所述核酸与野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突变。在本文中所使用的表达方式“编码EPASl突变体的核酸”，是指与编码EPASl突变体的基因相对应的核酸物质，即核酸的类型不受特别限制，可以是任何包含与EPASl突变体的编码基因相对应的脱氧核糖核苷酸和/或核糖核苷酸的聚合物，包括但不限于DNA、RNA或cDNA。根据本发明的一个具体示例，前面所述的编码EPASl突变体的核酸为DNA。根据本发明的实施例，发明人确定了 EPASl基因的突变体，该基因突变体与个体的高原适应性密切相关，从而通过检测该基因突变体在生物样品中是否存在，可以有效地检测生物样品是否具有高原适应性，也可以通过检测该基因突变体在生物体中是否存在，可以有效地预测生物体是否具有高原适应性。
[0020]该编码EPASl突变体的核酸，是本申请的发明人高通量外显子组测序联合候选基因突变验证的方法确定的使个体具有高原适应性的突变，在现有技术中并未被提到。
[0021]发明人发现的该EPASl基因突变体与野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具
有突变。
[0022]需要说明的是，上述野生型EPASl基因的序列可以由人类基因组数据库hglSucsc(可参见 http://hgdownload.soe.ucsc.edu/goldenPath/hgl8/chromosomes/,通过参照将其全文并入本文)获得，其位于chr246378555和chr246465303两个坐标之间，全长序列为86749η，在此不再赘述。另外，在本文中所使用的术语“chr2，46441523位”是指根据人类基因组数据库hglSucsc中所列出的第二号染色体全长序列的第46441523位的碱基。发明人发现，当该位置的碱基由野生型的C突变为其他碱基时，尤其是突变为G，会使得生物体具有高原适应性的潜能。
[0023]已知，EPASl基因也称作缺氧诱导因子 2a (hypoxia-1nducible factor2a,HIF-2a)。研究表明，在EPASl基因上发生的蛋白质稳定突变和红细胞增多有关，且已证实EPASl基因上的SNP突变与运动员的表现相关。这些说明EPASl和红血球细胞的生产调控有关。因而，EPASl基因可能参与个体的闻原适应性的调控机制。
[0024]确定生物样品是否具有闻原适应性的方法
[0025]根据本发明的第二方面，本发明提出了一种确定生物样品是否具有高原适应性的方法。根据本发明的实施例，该确定生物样品是否具有高原适应性的方法可以包括以下步骤:
[0026]首先，从生物样品提取核酸样本。根据本发明的实施例，生物样品的类型并不受特别限制，只要从该生物样品中能够提取到反映生物样品EPASl是否存在突变的核酸样本即可。根据本发明的实施例，生物样品可以为选自人体血液、皮肤、皮下组织的至少一种。由此，可以方便地进行取样和检测，从而能够进一步提高确定生物样品是否具有高原适应性的效率。根据本发明的实施例，这里所使用的术语“核酸样本”应做广义理解，其可以是任何能够反映生物样品中EPASl是否存在突变的样本，例如可以是从生物样品中直接提取的全基因组DNA，也可以是该全基因组中包含EPASl编码序列的一部分。根据本发明的一个实施例，所述核酸样本为全基因组DNA。由此，可以扩大生物样品的来源范围，并且可以同时对生物样品的多种信息进行确定，从而能够提高确定生物样品是否具有高原适应性的效率。
[0027]接下来，在得到核酸样本之后，可以对核酸样本进行分析，从而能够确定所得到核酸样本的核酸序列。根据本发明的实施例，确定所得到核酸样本的核酸序列的方法和设备并不受特别限制。根据本发明的具体实施例，可以通过测序方法，确定核酸样本的核酸序列。根据本发明的实施例，可以用于进行测序的方法和设备并不受特别限制。根据本发明的实施例，可以采用第二代测序技术，也可以采用第三代以及第四代或者更先进的测序技术。根据本发明的具体示例，可以利用选自Hiseq2000、S0LiD、454和单分子测序装置的至少一种对核酸序列进行测序。由此，结合最新的测序技术,针对单个位点可以达到较高的测序深度，检测灵敏度和准确性大大提高，因而能够利用这些测序装置的高通量、深度测序的特点，进一步提高对核酸样本进行检测分析的效率。从而，能够提高后续对测序数据进行分析时的精确性和准确度。由此，根据本发明的实施例，确定核酸样本的核酸序列可以进一步包括:首先，针对所得到的核酸样本，构建核酸测序文库；以及对所得到的核酸测序文库进行测序，以便获得由多个测序数据构成的测序结果。根据本发明的一些实施例，可以采用选自HiSeq2000、S0LiD、454和单分子测序装置的至少一种对所得到的核酸测序文库进行测序。另外，根据本发明的实施例，可以对核酸样本进行筛选，富集EPAS1，该筛选富集可以在构建测序文库之前，构建测序文库过程中，或者构建测序文库之后进行。根据本发明的一个实施例，针对核酸样本，构建核酸测序文库进一步包括:利用EPASl特异性引物，对核酸样本进行PCR扩增；以及针对所得到的扩增产物，构建核酸测序文库。由此，可以通过PCR扩增，富集EPASl序列，从而能够进一步提闻确定生物样品是否具有闻原适应性的效率。根据本发明的实施例，EPASl特异性引物的序列不受特别限制，根据本发明的优选实施例，这些EPASl外显子特异性引物为如下表所示的至少一组引物:
[0028]
[0029]
【权利要求】
1.一种分离的编码EPASl突变体的核酸，其特征在于，所述核酸与野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突变。
2.一种确定生物样品是否具有高原适应性的方法，其特征在于，包括以下步骤: 从所述生物样品提取核酸样本； 确定所述核酸样本的核酸序列； 所述核酸样本的核酸序列与野生型EPASl相比，在chr2，46441523位具有突变是所述生物样品具有高原适应性的指示， 任选地，所述生物样本为选自人体血液、皮肤、皮下组织的至少一种， 任选地，所述核酸样本为全基因DNA。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述核酸样本的核酸序列进一步包括: 针对所述核酸样本，构建核酸测序文库；以及 对所述核酸测序文库进行测序，以便获得由多个测序数据构成的测序结果， 任选地，采用选自Hiseq2000、SOLiD,454和单分子测序装置的至少一种对所述核酸测序文库进行测序。
4.一种确定生物样品是否具有高原适应性的系统，其特征在于，包括: 核酸提取装置，所述核酸提取装置用于从所述生物样品提取核酸样本； 核酸序列确定装置，所述核酸序列确定装置与所述核酸提取装置相连，用于对所述核酸样本进行分析，以便确定所述核酸样本的核酸序列；以及 判断装置，所述判断装置与所述核酸序列确定装置相连，以便基于所述核酸样本的核酸序列与野生型EPASl相比，是否在chr2，46441523位具有突变，判断所述生物样品是否具有高原适应性。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述核酸序列确定装置进一步包括: 文库构建单元，所述文库构建单元用于针对所述核酸样本，构建核酸测序文库；以及 测序单元，所述测序单元与所述文库构建单元相连，用于对所述核酸测序文库进行测序，以便获得由多个测序数据构成的测序结果。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述测序单元包括选自HISEQ2000、SOLiD,454和单分子测序装置的至少一种。
7.一种用于确定生物样品是否具有高原适应性的试剂盒，其特征在于，含有: 适于检测EPASl基因突变体的试剂，其中与野生型EPASl相比，所述EPASl基因突变体在chr2，46441523位具有突变。
8.根据权利要求7所述的试剂盒，其特征在于，所述适于检测EPASl基因突变体的试剂为核酸探针。
9.根据权利要求7所述的试剂盒，其特征在于，进一步包括EPASl特异性引物。
10.根据权利要求9所述的试剂盒，其特征在于，所述EPASl特异性引物为如下表所示的至少一组引物:
【文档编号】C12Q1/68GK103911380SQ201310048166
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年2月6日 优先权日:2013年2月6日
【发明者】金鑫 申请人:深圳华大基因科技有限公司