专利名称：一种儿童个性化教育基因检测芯片及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种基因芯片，尤其涉及一种儿童个性化教育基因检测芯片及其检测方法。
背景技术：
通过比较同卵双生和异卵双生孪生子的研究表明，人体的生长发育以及大脑各部分功能的发展与完善受到遗传因素和环境因素的影响和制约，其中大约30-60%受遗传因
素的影响。常言道十年树木、百年树人。如何科学的培养孩子，在真正意义上实现因材施教， 不但是每个家长的责任，也是整个社会的责任。教育孩子是一个长期的过程，而培养孩子的最佳时期是0 18岁，而0 6岁时是养孩子最关键的时期。所以，成功培养一个孩子成才的四大关键因素一是起点，二是方向，三是环境，四是希望。这里面的每一个因素，家长与老师要想做到有完全的把握，其实都离不开对遗传优势基因的测量，这就是对儿童天赋基因(即儿童个性化教育基因)检测现实意义的理解。因此，需要利用基因芯片技术开发一种检测儿童个性化教育基因的基因芯片，以深入了解儿童的潜在能力问题，提早预测儿童在成长过中可能遇到的问题包括心理上的问题，避免盲目地培养孩子，有针对性地对孩子进行人生职业规划。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种儿童个性化教育基因检测芯片，能够深入了解儿童的潜在能力问题，提早预测儿童在成长过中可能遇到的问题包括心理上的问题，避免盲目地培养孩子，有针对性地对孩子进行人生职业规划。为此，本发明还要提供应用该芯片检测儿童个性化教育基因的方法。为了解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现在本发明的一个方面，提供了一种儿童个性化教育基因检测芯片，包括固相载体和探针，所述探针与待测儿童个性化教育相关基因的核苷酸序列和/或其互补序列进行杂交，所述待测儿童个性化教育相关基因包括CHRM2，COMT, TPH2，ABCGl, MAOA, GSTP, MYOC, BDNF, ACTN3, ALDH2, L印tin，EAAT2, apoE, HTR2A, SNAP-25，D4DR, ADRB2, SLC6A2, mstn 基因。本发明中所述固相载体可选用领域周知的载体，只要所述载体与所述反应物相容，不会影响检测结果就可以。优选的，本发明所述固相载体选材为玻片、硅片、硝酸纤维素膜、尼龙膜和高分子材料中的一种或它们的任意组合。所述探针可以是DNA、RNA、DNA-RNA嵌合体、PNA或其衍生物。所述探针的长度没有限制，只要能完成与目的核苷酸序列特异性结合。由于不同的探针长度对杂交效率、信号特异性有不同的影响，所述探针的长度通常至少是14个碱基对，最长一般不超过30个碱基对，与目的核苷酸序列互补的长度以15-25个碱基对之间的为最佳。所述探针的自身互补序列最好少于6个碱基对，以免影响杂交效率。本发明基因芯片的探针为DNA，包括(1)与待测 CHRM2 基因杂交的(a) SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 8 所示序列，(b) SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 8所示序列的互补链，(c)与SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 8所示序列有至少70%同源性的序列；(2)与待测 COMT 基因杂交的(a) SEQ ID NO 9 SEQ ID NO 10 所示序列，(b) SEQ ID NO 9 SEQ ID NO 10所示序列的互补链，(c)与SEQ ID NO 9 SEQ ID NO 10所示序列有至少70%同源性的序列；(3)与待测 TPH2 基因杂交的(a) SEQ ID NO :11 SEQ ID N0:14 所示序列，(b) SEQ IDN0:11 SEQ ID NO :14所示序列所示序列的互补链，(c)与SEQ ID N0:11 SEQ ID NO 14所示序列所示序列有至少70%同源性的序列；(4)与待测 ABCGl 基因杂交的(a) SEQ ID NO :15 SEQ ID NO 18 所示序列，(b) SEQ IDNO 15 SEQ ID NO 18 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 15 SEQ ID NO 18 所示序列有至少70%同源性的序列；(5)与待测 MAOA 基因杂交的(a) SEQ ID NO :19 SEQ ID NO :20 所示序列，(b) SEQ IDNO 19 SEQ ID NO 20 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 19 SEQ ID NO 20 所示序列有至少70%同源性的序列；(6)与待测 GSTP 基因杂交的(a) SEQ ID NO :21 SEQ ID N0:22 所示序列，(b) SEQ IDNO 21 SEQ ID NO 22 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 21 SEQ ID NO 22 所示序列有至少70%同源性的序列；(7)与待测 MYOC 基因杂交的(a) SEQ ID NO :23 SEQ ID N0:26 所示序列，(b) SEQ IDNO 23 SEQ ID NO 26 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 23 SEQ ID NO 26 所示序列有至少70%同源性的序列；(8)与待测 BDNF 基因杂交的(a) SEQ ID NO :27 SEQ ID NO :28 所示序列，(b) SEQ IDNO 27 SEQ ID NO 28 所示序列 8 的互补链，(c)与 SEQ ID NO 27 SEQ ID NO 28所示序列有至少70%同源性的序列；(9)与待测 ACTN3 基因杂交的(a) SEQ ID NO :29 SEQ ID NO 30 所示序列，(b) SEQ IDNO 29 SEQ ID NO 30 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 29 SEQ ID NO 30 所示序列有至少70%同源性的序列；(10)与待测 ALDH2 基因杂交的(a) SEQ ID NO :31 SEQ ID NO 32 所示序列，(b) SEQ IDNO 31 SEQ ID NO 32 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 31 SEQ ID NO 32 所示序列有至少70%同源性的序列；(11)与待测L印tin基因杂交的(a) SEQ ID NO :33 SEQ ID NO :34所示序列，(b) SEQ IDNO 33 SEQ ID NO 34 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 33 SEQ ID NO 34 所示序列有至少70%同源性的序列；(12)与待测 EAAT2 基因杂交的(a) SEQ ID NO :35 SEQ ID NO 36 所示序列，(b) SEQ IDNO 35 SEQ ID NO 36 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 35 SEQ ID NO 36 所示序列有至少70%同源性的序列；(13)与待测 apoE 基因杂交的(a) SEQ ID NO :37 SEQ ID NO 38 所示序列，(b)SEQ IDNO 37 SEQ ID NO 38 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 37 SEQ ID NO 38 所示序列有至少70%同源性的序列；(14)与待测 HTR2A 基因杂交的(a) SEQ ID NO :39 所示序列，(b) SEQ ID NO 39 所示序列的互补链，(c)与SEQ ID NO :39所示序列有至少70%同源性的序列；(15)与待测 SNAP-25 基因杂交的(a) SEQ ID NO :40 SEQ ID NO 41 所示序列， (b) SEQID NO 40 SEQ ID NO 41 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 40 SEQ ID NO 41所示序列有至少70%同源性的序列；(16)与待测 D4DR 基因杂交的(a) SEQ ID NO :42 SEQ ID NO 43 所示序列，(b) SEQ IDNO 42 SEQ ID NO 43 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 42 SEQ ID NO 43 所示序列有至少70%同源性的序列；(17)与待测 ADRB2 基因杂交的(a) SEQ ID NO :44 SEQ ID NO 45 所示序列，(b) SEQ IDNO 44 SEQ ID NO 45 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 44 SEQ ID NO 45 所示序列有至少70%同源性的序列；(18)与待测 SLC6A2基因杂交的(a) SEQ ID NO :46 SEQ ID NO :47所示序列，(b) SEQ IDNO 46 SEQ ID NO 47 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 46 SEQ ID NO 47 所示序列有至少70%同源性的序列；(19)与待测 mstn 基因杂交的(a) SEQ ID NO :48 SEQ ID NO 49 所示序列，(b) SEQ IDNO 48 SEQ ID NO 49 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 48 SEQ ID NO 49 所示序列有至少70%同源性的序列。优选的，本发明基因芯片的探针选自SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 49所示序列。所述探针可通过连接臂固定于固相载体上。连接臂可以为探针形成双链的部分提供一个自由的空间以减少空间位阻，有助于杂交反应的进行[Afanassiev V,HanemannV, Wolfl S. Preparation of DNA and protein micro arrays on glass slides coated with an agarose film. Nucleic Acids Res. 2000,28 :e66 ；USA Patent No. 5556752]。连接臂越长，杂交效率越高。典型的连接臂包括15 30个功能基团长度。连接臂可以选用适当形式的功能基团，如Poly T(A、C或G)、C原子或聚乙烯乙二醇与Poly T(A、C或G)的嵌合体、聚乙醇、聚酷、聚氨、聚硫酸酷和其组合物。所述探针或连接臂通过连接分子固定于固相载体上。探针固定到载体上可以通过 C-C键实现，例如，聚三氟氯乙烯表面；或更好的用硅氧烷键(玻璃或二氧化硅作支持物时使用)。硅氧烷键键合可以通过支持物和连接分子的三氯甲硅烷基或三烷氧基甲硅烷基等基团反应完成。氨基烷基硅烷、轻基烷基硅烷、2—轻乙基一氨丙基三乙氧基硅烷、轻乙基一氨丙基三乙氧基硅烷或轻丙基三乙氧基硅烷都是很有用的表面吸附基团。所述探针可以被修饰，修饰方法可以是5’ -NH2修饰、5’ -SH修饰、5’ -Poly T(A、C 或G)修饰、5’-生物素修饰、3’-NH2修饰、3’-SH修饰、3’-Poly T(A、C或G)修饰和3’-生物素修饰等。所述探针可以有一条或几条，甚至全部都是经过标记的，所述标记包括荧光素标记、生物素标记、放射性元素标记、酶标记和荧光共振能量转移标记。在本发明的另一方面，提供了一种儿童个性化教育基因检测芯片的检测方法，包括如下步骤
1)提取受检者样本DNA ；2)设计多重PCR引物及SNP特异性探针，PCR引物具有SEQ ID NO :50_SEQ ID NO: 99所示序列，SNP特异性探针具有SEQ ID NO I-SEQ ID NO 49所示序列；3)对样本DNA进行目的基因的PCR扩增、纯化、片段化及荧光素标记，所述目的基因包括 CHRM2, COMT, TPH2, ABCGl, MAOA, GSTP, MYOC, BDNF, ACTN3, ALDH2, Leptin, EAAT2, apoE, HTR2A, SNAP-25, D4DR, ADRB2, SLC6A2, mstn 基因；该 PCR 扩增所用的引物具有 SEQID NO :50-SEQ ID NO :99所示序列的核苷酸链或其互补链；4)荧光素标记的PCR产物进行基因芯片杂交，检测目的基因的SNP位点。所述步骤3)中的CHRM2基因的引物是SEQ ID NO 50 57所示序列的引物，COMT 基因的引物是SEQ ID NO :58 59所示序列的引物，TPH2基因的引物是SEQ ID NO :60 63所示序列的引物，ABCGl基因的引物是SEQ ID NO 64 67所示序列的引物，MAOA基因的引物是SEQ IDNO 68 69所示序列的引物，GSTP基因的引物是SEQ ID NO 70 71所示序列的引物，MYOC基因的引物是SEQ ID NO -J2 75所示序列的引物，BDNF基因的引物是SEQ ID NO 76 77所示序列的引物，ACTN3基因的引物是SEQ ID NO 78 79所示序列的引物，ALDH2基因的引物是SEQ ID NO 80 81所示序列的引物，Leptin基因的引物是SEQ ID NO 82 83所示序列的引物，EAAT2基因的引物是SEQ ID NO 84 85所示序列的引物，apoE基因的引物是SEQ ID NO 86 87所示序列的引物，HTR2A基因的引物是 SEQ ID NO 88 89所示序列的引物，SNAP-25基因的引物是SEQ ID NO 90 91所示序列的引物，D4DR基因的引物是SEQ ID NO 92 93所示序列的引物，ADRB2基因的引物是 SEQ ID NO 94 95所示序列的引物，SLC6A2基因的引物是SEQID NO 96 97所示序列的引物，mstn基因的引物是SEQ ID NO :98 99所示序列的引物。所述步骤3)中的片段化是将纯化的PCR产物经测定浓度后，用DNase I进行片段化；所述荧光素标记是将片段化PCR产物利用脱氧核苷酸转移酶在3’末端进行荧光素标记。所述步骤4)基因芯片的制备是将预先设计并合成好的探针通过接触式点样或喷墨式点样点载到玻片或硅片材质的固相载体片基上，其中，探针是SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 49所示序列的DNA探针。所述步骤3)目的基因的SNP位点包括CHRM2基因的rs3M650_T、rs324650_A、 rs2350780-G、rs2350780_A、rs2061174_G、rs2061174_A、rs8191992_T、rs8191992-A 位点，COMT 基因的 rs4680-G、rs4680_A 位点，TPH2 基因的 rs4570625_G、rs4570625_T、 rs4341581-G、rs4341581-T 位点，ABCGl 基因的 rs225374_C、rs225374_G、rs914189_C、 rs914189-G 位点，MAOA 基因的 rs6323_G、rs6323_T 位点，GSTP 基因的 rsl695_A、rsl695_G 位点，MYOC 基因的 rs2421853-G、rs2421853_A、rs235858_G、rs235858-A 位点，BDNF 基因的 rs6^5-C、rs6265-T 位点，ACTN3 基因的 rsl815739_C、rsl815739-T 位点，ALDH2 基因的rs671-G、rs671-A位点，L印tin基因的L印tinAl、LeptinGl位点，EAAT2基因的-180A、-180C 位点，apoE 基因的 112Cys、112Arg 位点，HTR2A 基因的 rs927544 位点， SNAP-25基因的rs363039位点，D4DR基因的rsl800955位点，ADRB2基因的Argl6Gly位点， SLC6A2基因的rs2MM46位点，mstn基因的rs3791786位点。本发明中的易感基因和SNP位点的理论依据
人的性格可划分为猎奇性(Novelty4eeking，NS)、躲避伤害性(Harm-Avoidance， HA)和奖赏依赖性(Reward-D印endence，RD)，分别与多巴胺(DA)神经递质、5-羟色胺 (5-HT)神经递质和去甲肾上腺素(NA)神经递质有关。多巴胺主要与大脑的情欲和感觉有关，传递兴奋及快乐的信息，也与上瘾有关。脑部多巴胺含量多，人会变得极富好奇心，爱冒险，积极进取。爱情其实就是脑里产生大量多巴胺作用的结果。所以，吸烟和吸毒都可以增加多巴胺的分泌，使上瘾者感到开心及兴奋。若多巴胺较少时，便会导致优柔寡断而冷漠的个性，缺乏启动力和积极性。5-羟色胺可以直接影响人的心理功能和生理功能，比如人的喜怒哀乐、睡眠、食欲等。血液中5-羟色胺水平低，儿茶酚胺浓度较高的人脾气容易急躁，性格比常人刚强、倔犟，遇事好冲动。反之，血液中5-羟色胺浓度较高，儿茶酚胺浓度偏低的人性情比常人温和，遇事较冷静，不易产生急躁情绪。与这些神经递质相关基因的遗传变异在不同程度上影响了个体的人格。大脑是一切心理活动的物质基础，大脑结构发育差异不仅影响个体的智商，同时也影响个体的人格。如BDNF基因参与与大脑海马发育，低BDNF活性的个体比正常人的大脑海马的体积要小11%，从而影响部分记忆功能，并与焦虑、抑郁等相关。MYOC是一种细胞骨架蛋白，参与纤毛样神经上皮(如光感受器)的形态发生，分布于眼部组织和眼外的肌肉组织。MYOC基因突变与青光眼近视相关。ALDH2是酒精代谢中间产物乙醛的关键酶。ALDH2功能缺乏者，由于不能有效代谢乙醛，致使乙醛在体内堆积，使个体产生心跳加速、脸红和呕吐等不适症状，而ALDH2功能正常者，没有这种现象，而且比较善饮。人体对这些毒素的解毒代谢能力存在很大的差异， 造成一些致癌物在不同个体的活性差异达数十倍，因此对致癌物引起的肿瘤存在着遗传易感性。代谢酶基因缺陷者，由于体内没有解毒酶，不能有效地对致癌物质进行解毒，因此对香烟的致癌物质最为敏感，是吸烟的高风险人群。ACTN3基因编码α辅肌动蛋白(ACTN3)，ACTN3表明机体产生快速力量的能力。在对澳大利亚体育学院国际级运动员的调查研究中发现，18%正常人缺乏ACTN3，M%长跑等耐力项目的运动员缺乏ACTN3，而在短跑和举重等爆发力项目的运动员中，只有6 %的运动员缺乏ACTN3，特别是爆发力项目的女运动员中，均含有ACTN3。在爆发力项目中，如果运动员缺乏ACTN3，在接受的训练质量相同的情况下，他们可以接近最好的运动成绩，但始终不能达到最好。因此，根据运动员的遗传因素，制定更为合理的训练项目，有利于提高运动成绩。D4DR基因(多巴胺受体D4，dopamine receptor D4)位于第11号染色体上。它所制造的产物是大脑中重要的神经递质——多巴胺的受体的D4亚基。该亚基是一些治疗神经疾病(如帕金森症)药物的作用靶点。同时，该基因中一段重复序列的长短与人的行为表现息息相关。携带有该基因长重复序列的人相较于普通人而言，表现出好奇心强，过度活跃，多动，注意力不够集中等等。故DRD4基因说明的是人对外界事物好奇程度的特征。单胺氧化酶A基因(monoamine oxidase Α，ΜΑ0Α)，位于人的性染色体X上。这个基因的主要作用是编码合成单胺氧化酶A——1种能降解神经递质的酶。比如它能降解大脑中的多巴胺、去甲肾上腺素和5-羟色胺等物质。一旦这个基因发生了突变，则制造单胺氧化酶A的能力就会下降，一些多余的神经递质得不到降解，会逐渐堆积起来，影响到了人的思维、性格乃至行为表现。因此，MAOA是与人格相关密切的基因之一。
血清素是人体中一种非常重要的激素和神经递质。而TPH2这个基因(色氨酸羟化酶2，tryptophan hydroxylase 2)编码制造的蛋白正是血清素的催化合成酶之一，并且主要在大脑中表达。该基因位于第12号染色体上，其突变可导致产物色氨酸羟化酶2的缺陷，进而导致血清素的制造能力下降，使得人偏向表现出悲观、抑郁等情绪。神经递质之一的乙酰胆碱(acetylcholine)影响着中枢神经系统中的神经细胞。会对乙酰胆碱作出反应的神经细胞叫做胆碱能神经细胞(cholinergic neuron)，这类细胞在调控大脑生理活动的众多方面都起着重要作用。CHRM2(毒蕈碱样胆碱能受体2， cholinergicreceptor,muscarinic 2)基因位于第7号染色体上，表达一种乙酰胆碱受体， 参与到了突触信号转导、神经元兴奋性等过程。CHRM2受体的激活还会改变大脑中的慢β 波和δ波，这些脑电波与认知功能(如决策和注意力)有关。CHRM2基因中某些位点的单碱基多态性影响到了大脑较高级的认知过程。因此，该基因是与人智商相关密切的基因之
οCOMT基因位于第22号染色体上，编码合成的酶的作用是降解儿茶酚胺。儿茶酚胺是一种含有儿茶酚和胺基的神经类物质，包括去甲肾上腺素(NAd)、肾上腺素(Ad)和多巴胺(DA)。在人的神经系统中，它们都是很重要的神经递质，是神经细胞之间交换信息的纽带与桥梁。当然，一些儿茶酚胺类神经递质在完成了自己的使命后就失去了作用，这就需要 COMT基因的产物——儿茶酚胺氧位甲基转移酶来加以降解，避免在体内堆积形成大量无用的垃圾，维持体内物质代谢的平衡。由于基因突变的存在，使得不同人之间儿茶酚胺氧位甲基转移酶的活性不同，对神经信号转导的调控就存在着差异，进而影响到了大脑的思考能力。所以，在分子水平上检测人的智商时不能不考虑COMT基因的因素。本发明的有益效果在于1、从生物学角度解决了孩子的遗传学特性问题，是从基因层面了解一个人潜在能力问题，而不是停留在观察层面或表象层面，是非常具有前瞻性与指导性作用的，是在规划人生过程中运用普通方法目前无可替代的，这对于教师是一种难得的量才工具，对于家长， 是一个盏如何培养孩子未来通向成功之路的指路明灯。2、从生物学角度充分理解孩子的各种行为与表现，尤其是在大人看来非常担心的问题，可能反而是孩子未来成才的一种必要特质。比如孩子有点野性，敢于冒险，经常做些普通孩子不敢做的事情。如何正确发现并培养这样的孩子呢？只需要对孩子的遗传基因进行全面分析，尤其是组合分析，就可以发现孩子这种行为属于未来哪种职业特征所需要的， 就可以朝着这个方向进行培养教育，把原本看来是缺点的问题一下就可以转化成优点。3、从生物学角度能够提早预测孩子在成长过中种可能遇到的问题包括心里上的问题，有些问题哪怕是在您孩子身上出现一次就有可能造成孩子的终身遗憾或无可挽回的悲剧发生，通过儿童天赋基因检测就可以尽量避免这样的遗憾或悲剧发生。比如孩子有早恋加多情加抑郁遗传基因，家长与老师就需要在孩子快十二岁时作好准备，采取必要的方式进行干预，包括营养、药物以及教育等方式，就可以避免孩子在身体发育期受到身体性激素的影响造成学习、家庭以及人际关系乃至社会问题。4、从生物学角度避免盲目地培养孩子，盲目地培养孩子只会给孩子造成身心方面的很大压力。检测孩子天赋后，就可以采样培养林木的方法对树枝进行修剪，尽最大努力来减轻孩子的各种学习负担与身心压力。因为人的精力是有限的，而学业是无止境的，一个人只要在他最优势的方面得到最大发挥，那他就有可能有与众不同的作为。如孩子发现有耐力加技巧遗传优势基因，他就可以选择如体操、长跑、球类等运动项目从小进行严格训练并经常鼓励孩子参加运动竞赛，不必要强迫孩子参加其它各种各样的培训班等。只有这样，孩子一定会在体育竞技方面有所成就。5、从生物学角度对孩子进行人生职业规划，为孩子将来有一天走出社会选择职业作好了充分的准备，包括知识、技能、思想、能力等方面的准备。比如，如果孩子具有生物学从政优势，那就必须在大学为入党、参加公务员考试、接触我国政治思想体制与人事制度等方面的人与事做许多方面的必要准备，提前为孩子有一天从政打下基础。
图1是实施例5中多重PCR扩增后的电泳检测结果图；图2是实施例5中PCR产物片段化后的电泳检测结果图；图3是实施例5中检测芯片杂交结果图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按常规条件，例如Sambrook等人，分子克隆实验室手册(New York =Cold Spring Harbor LaboratoryPress，1989)中所述条件，或按制造厂商所建议的条件。实施例1.样本DNA的提取(1)从受检者样本(健康儿童)抗凝外周血中利用Qiagen FlexiGene DNA Kit (基因组DNA纯化试剂盒)(51206)(该试剂盒购自Qiagen公司)抽提基因组DNA(19个目的基因为:CHRM2, COMT, TPH2, ABCGl，MAOA, GSTP, MYOC, BDNF, ACTN3, ALDH2, Leptin, EAAT2, apoE，HTR2A，SNAP-25，D4DR，ADRB2，SLC6A2，mstn 基因)。具体方法为向 300 μ 1 血液样本中加入750 μ 1 Buffer !7Gl，上下颠倒5次使其混勻。接着在12，OOOrpm转速下离心lmin。 离心后倒掉上层清液，再加入150 μ 1 Buffer TO2及1. 5μ 1蛋白酶溶液，立即振荡，直至沉淀完全溶解。接下来离心3 5s，然后65°C水浴5min。当溶液从红色变为橄榄绿色后，加入150 μ 1 100%异丙醇，上下充分颠倒离心管，使其混合，直至DNA析出，呈肉眼可见的线状或块状。然后在12，OOOrpm转速下离心;3min。离心后倒掉上层清液，再加入150 μ 1 70% 乙醇，并振荡k。接着重新在12，OOOrpm转速下离心;3min，离心后倒掉上层清液，自然风干沉淀，直至所有的液体都蒸发掉。最后向离心管中加入200 μ 1 Buffer TO3，振荡5s，然后 65°C水浴lOmin，使DNA溶解。(2)使用ND-1000核酸浓度分析仪对所抽提的DNA定量。DNA工作液浓度校正至 IOng/ μ 1，置于-20°C冰箱保存。实施例2.设计PCR (聚合酶链反应)所用引物及探针序列针对SNP位点利用www. autoprimer. com设计多重PCR(聚合酶链反应)引物与 SNP特异性探针(见表1)。表 1基因 SNP探针
CHRM2 rs324650-TATTTCCACAATATTACAC
(SEQ ID N0:1) 。…ΛATTTCCACTATATTACAC
…24650—A(SEQ ID N0:2)
CHRM2 rs2350780-GCTGCTGGACGTACAAGA
(SEQ ID NO:3)。。「……ΛCTGCTGGATGTACAAGA
rs2350780—A(SEQ ID N0:4)
CHRM2 rs2061174-GCTGATGCACGAGAATAG
(SEQ ID NO:5)
ΛCTGATGCATGAGAATAG
rs2061174—A(SEQ ID N0:6)
CHRM2 rs8l9l992-TATTGTAGAATCAGAAGC
(SEQ ID NO:7)
引物
TACATGTCTTCTCTGTCACTGG
(SEQ ID NO:50) CTCACAATAGCCCTGAAAAGAATGAC
(SEQ ID N0:5l) TGGAGATGTCATGAAAGATTTGC
(SEQ ID NO:52) AATGCTAAAGTATTGAGGTGGTATT
(SEQ ID NO:53) AGCCTAGGTTCTTAAGTTCTGCAT
(SEQ ID NO:54) ACCCAAATAGACATCTTGCTCTGAGT
(SEQ ID NO:55) ACAAAACGTGCAATTCAGGAG (SEQ ID NO:56)
COMT
TPH2
TPH2
ABCGl
ABCGl
MAOA
GSTF
MYOC
MYOC
BDNF
ACTN3
ALDH2
rs8191992-A
rs4680-G
rs4680-A
rs4570625-G
rs4570625-T
rs4341581-G
rs4341581-T
rs225374-C
rs225374-G
rs914189-C
rs914189-G
rs6323-G
rs6323-T
rsl695-A
rsl695-G
rs2421853-G
rs2421853-A
rs235858-G
rs235858-A
rs6265-C
rs6265-T
rsl815739-C
rsl815739-T
rs671-G
rs671-A
Leptin LeptinAl
ATTGTAGATTCAGAAGC
(SEQ TD NO:8) GTCCTTCACGCCAGCGA
(SEQ ID N0:9) GTCCTTCATGCCAGCGA
(SEQ ID NO:10) GACATATTCTMTTTTG
(SEQ ID NO:11) GACATATTATAATTTTG
(SEQ ID NO:12) AACGCCTGCAATATCAT
(SEQ ID NO:13) AACGCCTGAAATATCAT
(SEQ ID NO:14) GTCCTGCCCGCTCATCG
(SEQ ID NO:15) GTCCTGCCCGCTCATCG
(SEQ ID NO:16) CTGAGTCTGCCTCTTCT
(SEQ ID NO:17) CTGAGTCTCCCTCTTCT
(SEQ ID NO:18) CATTGGAAGCCGCTGAA
(SEQ 丄U N0:19) CATTGGAAGACGCTGAA
(SEQ ID N0:20) GAGGGAGATGTATTTGC
(SEQ ID N0:21) GAGGGAGACGTATTTGC
(SEQ ID N0:22) CCCCAGGGCTCAGTTTA
(SEQ ID N0:23) CCCCAGGGTTCAGTTTA
(SEQ TD NO:24) GCAGCAGACGMATAAAG
(SEQ ID NO:25) GCAGCAGATGMATAAAG
(SEQ ID N0:26) TCGAACACGTGATAGAAG
(SEQ ID N0:27) TCGAACACATGATAGAAG
(SEQ ID N0:28) TCGCTCTCGGTCAGCCT
(SEQ ID N0:29) TCGCTCTCAGTCAGCCT
(SEQ ID NO:30) TTTCACTTCAGTGTATGC
(SEQ ID N0:31) TTTCACTTTAGTGTATGC
(SEQ ID NO:32) TGGACTTTTTGGATGGGC (SEQ ID NO:33)
CAGAGACTGATAAAATTGTAG
(SEQ TD NO:57) TCACCATCGAGATCAACCCC
(SEQ ID NO:58) ACAACGGGTCAGGCATGCA
(SEQ ID NO:59) TCCATATAACTCTGCATAGAGGCA
(SEQ ID N0:60) GATATCCATTGCCTCAAGCA
(SEQ ID N0:61) Aggattcaacgaggctaagag
(SEQ ID N0:62) Gtgaagttgccgtgtcactc
(SEQ ID N0:63) ATGCTTCACAGTCCTGATCTCATT
(SEQ ID N0:64) CTTCCAGACACGTTTCCCATT
(SEQ ID N0:6o) AGCCCCCCAACTCTACTACTTAAGC
(SEQ ID NO:66) TTTTGCTAGCCTGAAAAACGCCAC
(SEQ ID NO:67) TTTTTCACGCCTGCCACAAAGACT
(SEQ ID N0:68) ACATGAATAATAGCAGCCTACCCTT
(SEQ ID N0:69) AGTCTCTCATCCTTCCACGCACAT
(SEQ ID NO:70) CATGACCCGTTACTTGGCTGGTT
(SEQ ID N0:71) ACCTGCTAGTTTGACATGCCTAAT
(SEQ ID NO:72) CAGTTTCAACCGATTCTCCTGCCT
(SEQ TD NO:7, AGTGTAGAGTGGTTCTGTTGTGGAG
(SEQ ID NO:74) AAGCTTTGACTCCTTTCTCATAGG
(SEQ ID NO:75) GAGGCTTGACATCATTGGCT
(SEQ ID NO:76) CGTGTACAAGTCTC,CGTCCT
(SEQ ID NO:77) CTGTTGCCTGTGGTAAGTGGG
(SEQ ID NO:78) TGGTCACAGTATGCAGGAGGG
(SEQ ID NO:79) GTCAACTGCTATGATGTGTTTGG
(SEQ ID N0:80) CCACCAGCAGACCCTCAAG
(SEQ ID N0:81) TCTTTTCTATGTCCAAGCTGTGCCCCTGCA (SEQ ID NO:82)
权利要求
1.一种儿童个性化教育基因检测芯片，包括固相载体和探针，其特征在于，所述探针与待测儿童个性化教育相关基因的核苷酸序列和/或其互补序列进行杂交，所述待测儿童个性化教育相关基因包括 CHRM2，COMT, TPH2, ABCGl，MAOA, GSTP, MYOC, BDNF, ACTN3, ALDH2, L印tin，EAAT2, apoE, HTR2A, SNAP-25，D4DR, ADRB2, SLC6A2, mstn 基因。
2.如权利要求1所述的检测芯片，其特征在于，所述探针为DNA、RNA、DNA-RNA嵌合体、 PNA或其衍生物。
3.如权利要求2所述的检测芯片，其特征在于，所述探针为DNA，包括(1)与待测CHRM2基因杂交的(a)SEQ ID NO 1 SEQ ID NO 8所示序列，(b) SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 8所示序列的互补链，(c)与SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 8所示序列有至少70%同源性的序列；(2)与待测COMT基因杂交的(a)SEQ ID NO :9 SEQ ID N0:10所示序列，(b) SEQ ID NO 9 SEQ ID NO 10所示序列的互补链，(c)与SEQ ID NO 9 SEQ ID NO 10所示序列有至少70%同源性的序列；(3)与待测TPH2基因杂交的(a)SEQ ID NO :11 SEQ ID N0:14所示序列，(b) SEQ IDN0:11 SEQ ID NO 14所示序列所示序列的互补链，(c)与SEQ ID N0:11 SEQ ID NO: 14所示序列所示序列有至少70%同源性的序列；(4)与待测ABCGl基因杂交的(a)SEQ ID NO :15 SEQ ID N0:18所示序列，(b) SEQ IDNO 15 SEQ ID NO 18 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 15 SEQ ID NO 18 所示序列有至少70%同源性的序列；(5)与待测MAOA基因杂交的(a)SEQID NO :19 SEQ ID NO :20所示序列，(b) SEQ IDNO 19 SEQ ID NO 20 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 19 SEQ ID NO 20 所示序列有至少70%同源性的序列；(6)与待测GSTP基因杂交的(a)SEQ ID NO :21 SEQ ID N0:22所示序列，(b) SEQ IDNO 21 SEQ ID NO 22 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 21 SEQ ID NO 22 所示序列有至少70%同源性的序列；(7)与待测MYOC基因杂交的(a)SEQ ID NO :23 SEQ ID NO J6所示序列，(b) SEQ IDNO 23 SEQ ID NO 26 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 23 SEQ ID NO 26 所示序列有至少70%同源性的序列；(8)与待测BDNF基因杂交的(a)SEQ ID NO :27 SEQ ID NO 所示序列，(b) SEQ IDNO 27 SEQ ID NO 28 所示序列 8 的互补链，(c)与 SEQ ID NO 27 SEQ ID NO 28 所示序列有至少70%同源性的序列；(9)与待测ACTN3基因杂交的(a)SEQ ID NO : SEQ ID N0:30所示序列，(b) SEQ IDNO 29 SEQ ID NO 30 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 29 SEQ ID NO 30 所示序列有至少70%同源性的序列；(10)与待测ALDH2基因杂交的(a)SEQ ID NO :31 SEQ ID N0:32所示序列，(b) SEQ IDNO 31 SEQ ID NO 32 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 31 SEQ ID NO 32 所示序列有至少70%同源性的序列；(11)与待测L印tin基因杂交的(a)SEQ ID NO :33 SEQ ID NO 34所示序列，(b) SEQ IDNO 33 SEQ ID NO 34 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 33 SEQ ID NO 34 所示序列有至少70%同源性的序列；(12)与待测EAAT2基因杂交的(a)SEQ ID NO :35 SEQ ID N0:36所示序列，(b) SEQ IDNO 35 SEQ ID NO 36 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 35 SEQ ID NO 36 所示序列有至少70%同源性的序列；(13)与待测apoE基因杂交的(a)SEQ ID NO :37 SEQ ID N0:38所示序列，(b) SEQ IDNO 37 SEQ ID NO 38 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 37 SEQ ID NO 38 所示序列有至少70%同源性的序列；(14)与待测HTR2A基因杂交的(a)SEQ ID NO :39所示序列，(b) SEQ ID NO :39所示序列的互补链，(c)与SEQ ID NO :39所示序列有至少70%同源性的序列；(15)与待测SNAP-25基因杂交的(a)SEQID NO :40 SEQ ID NO :41所示序列，(b) SEQID NO 40 SEQ ID NO 41 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 40 SEQ ID NO 41 所示序列有至少70%同源性的序列；(16)与待测D4DR基因杂交的(a)SEQ ID NO :42 SEQ ID NO :43所示序列，(b) SEQ IDNO 42 SEQ ID NO 43 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 42 SEQ ID NO 43 所示序列有至少70%同源性的序列；(17)与待测ADRB2基因杂交的(a)SEQ ID NO :44 SEQ ID NO 45所示序列，(b) SEQ IDNO 44 SEQ ID NO 45 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 44 SEQ ID NO 45 所示序列有至少70%同源性的序列；(18)与待测SLC6A2 基因杂交的(a) SEQ ID NO :46 SEQ ID NO :47 所示序列，(b) SEQ IDNO 46 SEQ ID NO 47 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 46 SEQ ID NO 47 所示序列有至少70%同源性的序列；(19)与待测mstn基因杂交的(a)SEQ ID NO :48 SEQ ID NO :49所示序列，(b) SEQ IDNO 48 SEQ ID NO 49 所示序列的互补链，(c)与 SEQ ID NO 48 SEQ ID NO 49 所示序列有至少70 %同源性的序列。
4.如权利要求3所述的检测芯片，其特征在于，所述探针选自SEQID NO :1 SEQ ID NO 49所示序列。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的儿童个性化教育基因检测芯片的检测方法，其特征在于，包括如下步骤1)提取受检者样本DNA；2)设计多重PCR引物及SNP特异性探针，PCR引物具有SEQID NO :50_SEQ ID NO :99 所示序列，SNP特异性探针具有SEQ ID NO I-SEQ ID NO 49所示序列；3)对样本DNA进行目的基因的PCR扩增、纯化、片段化及荧光素标记，所述目的基因包括 CHRM2，COMT, TPH2, ABCGl，MAOA, GSTP, MYOC, BDNF, ACTN3, ALDH2, L印tin，EAAT2, apoE, HTR2A, SNAP-25, D4DR, ADRB2, SLC6A2, mstn 基因；该 PCR 扩增所用的引物具有 SEQID NO 50-SEQ ID NO 99所示序列的核苷酸链或其互补链；4)荧光素标记的PCR产物进行基因芯片杂交，检测目的基因的SNP位点。
6.如权利要求5所述的儿童个性化教育基因检测芯片的检测方法，其特征在于，所述步骤3)中的CHRM2基因的引物是SEQ ID NO 50 57所示序列的引物，COMT基因的引物是SEQID NO 58 59所示序列的引物，TPH2基因的引物是SEQ ID NO 60 63所示序列的引物，ABCGl基因的引物是SEQ ID NO :64 67所示序列的引物，MAOA基因的引物是SEQ ID NO :68 69所示序列的引物，GSTP基因的引物是SEQ ID NO :70 71所示序列的引物， MYOC基因的引物是SEQ ID NO :72 75所示序列的引物，BDNF基因的引物是SEQ ID NO: 76 77所示序列的引物，ACTN3基因的引物是SEQ ID NO 78 79所示序列的引物，ALDH2 基因的引物是SEQ IDNO :80 81所示序列的引物，L印tin基因的引物是SEQ ID NO :82 83所示序列的引物，EAAT2基因的引物是SEQ ID NO 84 85所示序列的引物，apoE基因的引物是SEQ ID NO :86 87所示序列的引物，HTR2A基因的引物是SEQ ID NO :88 89 所示序列的引物，SNAP-25基因的引物是SEQ ID NO 90 91所示序列的引物，D4DR基因的引物是SEQ ID N0:92 93所示序列的引物，ADRB2基因的引物是SEQ ID NO :94 95 所示序列的引物，SLC6A2基因的引物是SEQ IDNO 96 97所示序列的引物，mstn基因的引物是SEQ ID NO 98 99所示序列的引物。
7.如权利要求5所述的儿童个性化教育基因检测芯片的检测方法，其特征在于所述步骤幻中的片段化是将纯化的PCR产物经测定浓度后，用DNase I进行片段化；所述荧光素标记是将片段化PCR产物利用脱氧核苷酸转移酶在3’末端进行荧光素标记。
8.如权利要求5所述的儿童个性化教育基因检测芯片的检测方法，其特征在于所述步骤4)基因芯片的制备是将预先设计并合成好的探针通过接触式点样或喷墨式点样点载到玻片或硅片材质的固相载体片基上，其中，探针是SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 49所示序列的DNA探针。
9.如权利要求5所述的儿童个性化教育基因检测芯片的检测方法，其特征在于所述步骤 3)目的基因的 SNP 位点包括CHRM2 基因的 rs3M650_T、rs324650-A, rs2350780-G, rs2350780-A、rs2061174_G、rs2061174_A、rs8191992_T、rs8191992-A 位点，COMT 基因的 rs4680-G、rs4680-A 位点，TPH2 基因的 rs4570625_G、rs4570625_T、rs4341581_G、 rs4341581-T 位点，ABCGl 基因的 rs225374_C、rs225374_G、rs914189_C、rs914189-G 位点，MAOA 基因的 rs6323-G、rs6323-T 位点，GSTP 基因的 rsl695_A、rsl695_G 位点，MYOC 基因的 rs2421853-G、rs2421853_A、rs235858-G, rs2;35858-A 位点，BDNF 基因的 rs6^5_C、 rs6265-T 位点，ACTN3 基因的 rsl815739_C、rsl815739-T 位点，ALDH2 基因的 rs671_G、 rs671-A 位点，L印tin 基因的 I^ptinALkptinGl 位点，EAAT2 基因的-180A、-180C 位点， apoE 基因的 112Cys、112Arg 位点，HTR2A 基因的 rs927544 位点，SNAP-25 基因的 rs363039 位点，D4DR基因的rsl800955位点，ADRB2基因的Argl6Gly位点，SLC6A2基因的rs2MM46 位点，mstn基因的rs3791786位点。
全文摘要
本发明公开了一种儿童个性化教育基因检测芯片，包括固相载体和探针，所述探针与待测儿童个性化教育相关基因的核苷酸序列和/或其互补序列进行杂交，所述待测儿童个性化教育相关基因包括CHRM2，COMT，TPH2，ABCG1，MAOA，GSTP，MYOC，BDNF，ACTN3，ALDH2，Leptin，EAAT2，apoE，HTR2A，SNAP-25，D4DR，ADRB2，SLC6A2，mstn基因。本发明还公开了应用所述芯片对儿童个性化教育基因进行检测的方法。本发明的基因芯片能深入了解儿童的潜在能力问题，提早预测儿童在成长过中可能遇到的问题，避免盲目地培养孩子，有针对性地对孩子进行人生职业规划。
文档编号G01N21/64GK102373266SQ20101024821
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者李小静, 李建霆, 郭真 申请人:上海奇芯基因科技发展有限公司