多重y-str分析的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请根据35 U. S. C. § 119(e)要求以下申请的优先权：2012年9月6日提交的 名称为"多重Y-STR分析（Multiplex Y-STR Analysis)"的美国临时申请第61/697, 742 号、2012年10月31日提交的名称为"多重Y-STR分析"的美国临时申请第61/720, 949号、 2013年2月5日提交的名称为"多重Y-STR分析"的美国临时申请第61/761，152号、以及 2013年2月15日提交的名称为"多重Y-STR分析"的美国临时申请第61/765, 323号，所述 公开内容中的每一个以全文引用的方式并入本文中。
[0002] 本文中所用的章节标题仅用于组织目的并且不应理解为以任何方式限制本文中 所述的主题。
技术领域
[0003] -般来说，本发明涉及使用多重分析方法测定人类Y染色体上的短串联重复序列 (STR)等位基因的身份。包括数量增加的可以提供增加的辨别和灵敏度的基因座的多重分 析可以对更宽范围的个体准确地进行基因分型。
【背景技术】
[0004] 法医学、亲子鉴定、细胞系ID以及个体化用药领域常规地使用基于DNA的技术进 行身份测定、基因分型、表现型预测以及预测和/或预防疾病。DNA分型涉及分析基因组DNA 的选择区域，通常被称为"标志物"。现今所使用的大多数分型方法专门被设计成用于检测 并分析已知在人群中以至少两种不同形式出现的DNA标志物的一或多个区域的长度和/或 序列方面的差异。所述长度和/或序列变异被称为"多态性"。DNA中存在这种变异的任何 区域（即，"基因座"）都被称作"多态基因座"。
[0005] 近年来，多态短串联重复序列（STR)作为遗传标志物的发现和发展在DNA分型中 起到了重要作用。STR已经变成了人类身份和法医DNA测试的主要手段。
[0006] 具体来说，Y-STR分析在许多应用中是一种有价值的工具。法医学应用包括在性 侵案的调查中的用途，其中男性DNA可以存在于还含有过量女性DNA的样品中。Y-STR分析 在把个体排除在进一步调查之外的过程中可能是至关重要的。在另一种法医学应用中，样 品可以包括来自多个男性贡献者的DNA。Y-STR分析可以用于在法医学分析或其它遗传分 析中跟踪男性之间的家庭关系，并且可以用于失踪人员调查中。另外，Y-STR分析可以用于 亲子鉴定中，包括假设父亲不可用于直接比较的情况。
[0007] 用于帮助研宄者的一个数据库是美国Y-STR数据库，这是11到23个基因座Y-STR 单体型的可搜索清单，并且可见于：（http://www. usystrdatabase. org/newdefault. aspx)。所述数据库由国家司法研宄所（National Institute of Justice)资助并且由国 家法医科学中心（National Center for Forensic Science ;NCFS)以及中佛罗里达大学 (University of Central Florida)管理。美国Y-STR数据库只是人口数据库并且出于法 医案件工作的目的，打算用于评估Y-STR单体型人口频率。
[0008]当前可获得的Y-STR分析试剂盒存在若干局限性。虽然使用单体型数据库来确定 特定群体中的单体型频率，但是试剂盒的单体型分辨率（HR)可以在群体中变化（韦尔默朗 (Vermeulen)等人，（2009) FSIG 3:205-213)。其次，使用当前试剂盒，不可以排除怀疑个体 的男性亲属。根据当前分析，相隔多达20代的亲属的Y-STR概况可能彼此不可区别（巴兰 坦（Ballantyne)等人（2010):美国人类遗传学杂志（Am J Hum Genet)87:341_353)。第 三，随着更多男性概况添加到Y-STR频率数据库，偶然匹配增加。因此，在本领域中存在改 善Y-STR多重分析系统、分析、试剂盒以及方法的需要。
【发明内容】
[0009] -方面，本发明提供一种扩增引物集，包括用于扩增至少11个Y-STR标志物的引 物，其中所述引物被配置成用于提供至少11个Y-STR标志物的具有小于约220个碱基对的 碱基对大小的每个扩增子集。在一些实施例中，扩增子碱基对大小的检测可以通过荧光检 测技术执行。在一些实施例中，扩增子碱基对大小的检测可以通过依赖于迀移率的分析技 术执行。依赖于迀移率的分析技术可以是毛细管电泳。在一些其它实施例中，扩增子碱基对 大小的检测可以通过测序技术执行，不使用荧光染料标记。在一些实施例中，扩增引物集可 以进一步包括用于扩增至少5个附加Y-STR标志物的引物，其中所述引物被配置成用于提 供至少5个附加Y-STR标志物的具有大于约220个碱基对的碱基对大小的每个扩增子集。 在不同实施例中，当扩增引物集扩增超过11个Y-STR标志物时，那么扩增引物集可以被配 置成用于提供超过11个Y-STR标志物的具有小于约410个碱基对的碱基对大小的所有扩 增子集。在不同实施例中，当扩增引物集扩增超过11个Y-STR标志物时，那么扩增引物集 可以被配置成用于提供超过11个Y-STR标志物的具有小于约420个碱基对的碱基对大小 的所有扩增子集。在一些实施例中，当扩增引物集扩增超过11个Y-STR标志物时，那么扩 增引物集可以包括25个Y-STR标志物的引物。在一些实施例中，当扩增引物集包括25个 Y-STR标志物的引物时，扩增引物集可以包括至少两个双重拷贝标志物的引物。在一些实 施例中，扩增引物集可以用至少5种荧光染料中的一种标记。在一些实施例中，扩增引物集 可以被配置成用于提供至少11个Y-STR标志物的用至少5种荧光染料中的一种标记的每 个扩增子集。用于标记引物和/或扩增子的至少5种荧光染料可以被配置成在光谱上截然 不同的。扩增引物集可以进一步包括至少一个包括迀移率调节剂的扩增引物。用于扩增至 少11个Y-STR标志物的扩增引物集可以被配置成用于提供至少一个包括迀移率调节剂的 Y-STR标志物的扩增子集。在一些实施例中，扩增至少11个Y-STR标志物的扩增引物集可 以扩增 DYS576、DYS389I、DYS460、DYS458、DYS19、DYS456、DYS390、DYS570、DYS437、DYS393 和DYS439。在其它实施例中，扩增至少11个Y-STR标志物的被配置成用于提供至少11个 Y-STR标志物的具有小于约220个碱基对的碱基对大小的每个扩增子集的扩增引物集可 以扩增至少5个作为快速突变基因座的Y-STR标志物。在一些实施例中，至少5个快速突 变Y-STR标志物可以包括DYF387Slab、DYS449、DYS570、DYS576和DYS627。在其它实施例 中，至少5个快速突变Y-STR标志物可以进一步包括DYS518。在一些实施例中，用于扩增 至少11个Y-STR标志物的引物集可以是用于扩增以下各者的引物集：DYF387Slab、DYS19、 DYS385ab、DYS389I、DYS389II、DYS390、DYS391、DYS392、DYS393、DYS460、DYS437、DYS438、 DYS439、DYS448、DYS449、DYS456、DYS458、DYS481、DYS518、DYS533、DYS570、DYS576、DYS627、 DYS635和Y-GATA-H4。在其它实施例中，用于扩增至少11个Y-STR标志物的引物集可以是 用于扩增以下各者的引物集：DYF387Slab、DYS19、DYS385ab、DYS389I、DYS389II、DYS390、 DYS391、DYS392、DYS393、DYS460、DYS437、DYS438、DYS439、DYS448、DYS449、DYS456、DYS458、 DYS481、DYS533、DYS570、DYS576、DYS627、DYS635、DYS643 和 Y-GATA-H4。
[0010] 在本发明的另一个方面，提供一种用于共扩增至少一个DNA样品的基因座集的试 剂盒，包括用于扩增至少11个Y-STR标志物的引物，其中所述引物被配置成用于提供至少 11个Y-STR标志物的具有小于约220个碱基对的碱基对大小的每个扩增子集；以及任选 地，大小标准。在一些实施例中，所述试剂盒可以进一步包括用于扩增至少5个Y-STR标志 物的引物，其中所述引物被配置成用于提供至少5个Y-STR标志物的具有大于约220个碱 基对的碱基对大小的每个扩增子集。所述试剂盒可以包括25个Y-STR标志物的扩增引物 集。在不同实施例中，当扩增引物集扩增超过11个Y-STR标志物时，那么扩增引物集可以 被配置成用于提供超过11个Y-STR标志物的具有小于约410个碱基对的碱基对大小的所 有扩增子集。在不同实施例中，当扩增引物集扩增超过11个Y-STR标志物时，那么扩增引 物集可以被配置成用于提供超过11个Y-STR标志物的具有小于约420个碱基对的碱基对 大小的所有扩增子集。在一些实施例中，所述试剂盒可以包括用至少5种荧光染料中的一 种标记的扩增引物集。用于标记所述试剂盒的引物的至少5种荧光染料可以被配置成在光 谱上截然不同的。所述试剂盒可以进一步包括至少一个包括迀移率调节剂的扩增引物。在 一些实施例中，包括扩增至少11个Y-STR标志物的扩增引物集的试剂盒可以扩增DYS576、 DYS389I、DYS460、DYS458、DYS19、DYS456、DYS390、DYS570、DYS437、DYS393 和 DYS439。在 其它实施例中，包括扩增至少11个Y-STR标志物的扩增引物集的试剂盒可以扩增至少5个 作为快速突变基因座的Y-STR标志物，其中所述引物被配置成用于提供至少11个Y-STR标 志物的具有小于约220个碱基对的碱基对大小的每个扩增子集。在一些实施例中，至少5 个快速突变Y-STR标志物可以包括DYF387Slab、DYS449、DYS570、DYS576和DYS627。在其 它实施例中，至少5个快速突变Y-STR标志物可以进一步包括DYS518。在一些实施例中， 包括用于扩增至少11个Y-STR标志物的引物集的试剂盒可以是用于扩增以下各者的引物 集：DYF387Slab、DYS19、DYS385ab、DYS389I、DYS389II、DYS390、DYS391、DYS392、DYS393、 DYS460、DYS437、DYS438、DYS439、DYS448、DYS449、DYS456、DYS458、DYS481、DYS518、DYS533、 DYS570、DYS576、DYS627、DYS635和Y-GATA-H4。在其它实施例中，包括用于扩增至少11个 Y-STR标志物的引物集的试剂盒可以是用于扩增以下各者的引物集：DYF387Slab、DYS19、 DYS385ab、DYS389I、DYS389II、DYS390、DYS391、DYS392、DYS393、DYS460、DYS437、DYS438、 DYS439、DYS448、DYS449、DYS456、DYS458、DYS481、DYS533、DYS570、DYS576、DYS627、DYS635、 DYS643和Y-GATA-H4。在一些实施例中，当所述试剂盒包括大小标准时，所述试剂盒进一步 包括等位基因分型标准物。
[0011] 在本发明的另一个方面，提供一种用于扩增人类男性的Y-STR标志物的等位基因 的方法，包括以下步骤：使疑似含有人类男性的DNA样品的样品与包括用于扩增至少11个 Y-STR标志物的等位基因的引物的扩增引物集接触；并且扩增所述样品，由此形成至少11 个Y-STR标志物的多个扩增子集，其中每个扩增子集具有小于约220个碱基对的碱基对大 小。所述方法可以进一步包括以下步骤：检测每个扩增子集，借此鉴别至少11个Y-STR标志 物的等位基因。在一些实施例中，检测步骤通过使用依赖于迀移率的分析分离多个扩增子 集来执行，其中多个扩增子集经荧光标记。在其它实