Kiểu gen là gì? Các công bố khoa học về Kiểu gen

Tóm lược: Nghiên cứu trong vài năm qua đã tiết lộ cấu trúc haplotype đáng kể trong bộ gen người. Việc mô tả các mẫu hình này, đặc biệt trong bối cảnh các nghiên cứu liên kết di truyền y học, đang trở thành một hoạt động nghiên cứu thường xuyên. Haploview là một gói phần mềm cung cấp tính toán các thống kê mất cân bằng liên kết cũng như các mẫu haplotype quần thể từ dữ liệu kiểu gen gốc trong một giao diện trực quan và tương tác.

Khả dụng:  http://www.broad.mit.edu/mpg/haploview/

Liên hệ:  [email protected]

Phân hủy DNA, nồng độ DNA thấp và đột biến vị trí mồi có thể dẫn đến việc phân công sai kiểu hình gen microsatellite, gây sai lệch cho các phân tích di truyền học quần thể. micro‐checker là phần mềm dựa trên giao diện windows® để kiểm tra kiểu hình gen của microsatellite từ các quần thể lưỡng bội. Chương trình hỗ trợ nhận diện lỗi kiểu hình gen do các allele không khuếch đại (allele ẩn), hiện tượng ưu thế allele ngắn (rơi allele lớn), và việc ghi nhận các đỉnh kẻ. Chương trình cũng phát hiện lỗi đánh máy. micro‐checker ước tính tần số của allele ẩn và quan trọng hơn, có thể điều chỉnh tần số allele và kiểu hình gen của các allele đã được khuếch đại, cho phép sử dụng chúng trong các phân tích di truyền học quần thể tiếp theo. micro‐checker có thể được tải về miễn phí từ http://www.microchecker.hull.ac.uk/.

Các mẫu biểu hiện gen đặc trưng được đo bằng vi mạch DNA đã được sử dụng để phân loại các khối u thành các nhóm phụ lâm sàng có liên quan. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tinh chỉnh các phân loại phụ đã được xác định trước đó của các khối u vú có thể được phân biệt bằng các mẫu biểu hiện gen khác biệt của chúng. Tổng cộng có 115 khối u vú ác tính đã được phân tích bằng phân cụm phân cấp dựa trên các mẫu biểu hiện của 534 gen "nội sinh" và được cho là chia thành một nhóm giống như cơ sở, một nhóm ERBB2 -tăng cường biểu hiện, hai nhóm giống như biểu mô, và một nhóm giống như mô vú bình thường. Các gen được sử dụng để phân loại được chọn dựa trên mức độ biểu hiện tương tự giữa các cặp mẫu liên tiếp được lấy từ cùng một khối u cách nhau 15 tuần điều trị neoadjuvant. Phân tích cụm tương tự của hai tập dữ liệu độc lập đã được công bố đại diện cho các nhóm bệnh nhân khác nhau từ các phòng thí nghiệm khác nhau, đã phát hiện ra một số kiểu phụ ung thư vú tương tự. Trong một tập dữ liệu bao gồm thông tin về thời gian phát triển của di căn xa, các kiểu phụ có liên quan đến sự khác biệt đáng kể trong đặc điểm lâm sàng này. Bằng cách bao gồm một nhóm các khối u từ những người mang BRCA1 trong phân tích, chúng tôi phát hiện ra rằng kiểu gen này có xu hướng gây ra kiểu phụ khối u cơ sở. Các kết quả của chúng tôi mạnh mẽ ủng hộ ý tưởng rằng nhiều kiểu phụ khối u vú này đại diện cho các thực thể bệnh lý sinh học khác biệt.

Một phương pháp phân loại gen nội qua nhiều điểm (MLST) đã được phát triển cho Staphylococcus aureus. Các trình tự của các đoạn gen nội nhà ở của bảy gen đã được lấy cho 155 phân lập S. aureus từ các bệnh nhân mắc các bệnh xâm lấn mắc phải cộng đồng và bệnh viện tại vùng Oxford, Vương quốc Anh. Năm mươi ba hồ sơ kiểu hình khác nhau đã được xác định, và 17 trong số này được đại diện bởi ít nhất hai phân lập. Phương pháp MLST có tính phân biệt cao và được xác nhận bằng cách chỉ ra rằng các cặp phân lập có hồ sơ kiểu hình giống nhau tạo ra các mẫu mảnh phân cách theo cách điện di trường xung nhịp rất tương tự. Các phân lập 22 có hồ sơ kiểu hình phổ biến nhất đều là các phân lập S. aureus kháng methicillin (MRSA) và có các hồ sơ kiểu hình giống hệt với một chủng tham khảo của dòng MRSA dịch bệnh 16 (EMRSA-16). Bốn phân lập MRSA có kiểu hình cũng giống như dòng MRSA dịch bệnh chính khác phổ biến trong các bệnh viện Anh (dòng EMRSA-15) cũng đã được xác định. Phần lớn các phân lập (81%) là các phân lập S. aureus không kháng methicillin (MSSA), và bảy dòng MSSA bao gồm năm hoặc nhiều hơn phân lập. Ba dòng MSSA bao gồm ít nhất năm phân lập từ các bệnh nhân mắc các bệnh xâm lấn mắc phải cộng đồng và có thể đại diện cho các dòng độc lực với khả năng gây bệnh tăng lên ở những cá nhân bình thường khỏe mạnh. Dòng MSSA phổ biến nhất (17 phân lập) có liên quan rất gần đến EMRSA-16, và sự thành công của dòng sau trong việc gây bệnh tại bệnh viện có thể do sự nổi lên từ một dòng MSSA độc lực đã là nguyên nhân chính của bệnh xâm lấn trong cả cộng đồng và bệnh viện. MLST cung cấp một phương pháp không mơ hồ để chỉ định các phân lập MRSA và MSSA vào các dòng đã biết hoặc chỉ định chúng như là các dòng mới qua Internet.

Sự không đồng nhất hình thái của lipopolysaccharide (LPS) giữa các đột biến salmonella với các hóa kiểu LPS khác nhau đã được phân tích trong gel polyacrylamide bạc nhuộm. Sự khác biệt sinh hóa trong các hóa kiểu LPS đã được phản ánh qua các hồ sơ độc đáo của LPS tinh khiết. Hồ sơ LPS trong lysates tế bào toàn phần cũng độc đáo cho từng hóa kiểu. (Các lysates tế bào toàn phần được đánh giá bằng một phương pháp ưu tiên nhuộm bạc LPS và phân giải proteinase K của lysates tế bào toàn phần. Các hồ sơ LPS bạc nhuộm của lysates phân giải bởi proteinase K tương tự như LPS tinh khiết đồng dòng và có thể được sử dụng để xác định sơ bộ hóa kiểu LPS trước khi tinh chế.) Tóm lại, có thể phát hiện biến đổi sinh hóa trong thành phần LPS bằng gel polyacrylamide bạc nhuộm.

Các nghiên cứu liên kết toàn bộ hệ gen (GWAS) có thể xác định các alen phổ biến có đóng góp vào sự nhạy cảm với các bệnh phức tạp. Mặc dù số lượng lớn SNPs được đánh giá trong mỗi nghiên cứu, tác động của phần lớn các SNP phổ biến phải được đánh giá gián tiếp bằng cách sử dụng các dấu hiệu đã được genotyped hoặc các haplotype của chúng làm đại diện. Chúng tôi đã triển khai một khung Markov Chain hiệu quả về mặt tính toán cho việc ước tính kiểu gen và haplotyping trong gói phần mềm MaCH miễn phí có sẵn. Phương pháp tiếp cận này mô tả các nhiễm sắc thể mẫu như những hình khảm của nhau và sử dụng dữ liệu kiểu gen hiện có và chuỗi shotgun để ước tính các kiểu gen và haplotype chưa quan sát, cùng với các thước đo hữu ích về chất lượng của những ước tính này. Phương pháp của chúng tôi đã được sử dụng rộng rãi để tạo điều kiện so sánh kết quả giữa các nghiên cứu cũng như phân tích tổng hợp GWAS. Tại đây, chúng tôi sử dụng các mô phỏng và kiểu gen thực nghiệm để đánh giá độ chính xác và tính hữu ích của nó, xem xét các lựa chọn bảng genotyping, cấu hình bảng tham chiếu và các thiết kế genotyping được thay bằng chuỗi shotgun. Điều quan trọng, chúng tôi cho thấy ước tính kiểu gen không chỉ tạo điều kiện cho phân tích giữa các nghiên cứu mà còn tăng công suất của các nghiên cứu liên kết di truyền. Chúng tôi cho rằng việc ước tính kiểu gen các biến thể phổ biến bằng cách sử dụng haplotypes HapMap làm tham chiếu là rất chính xác khi sử dụng dữ liệu SNP toàn bộ hệ gen hoặc số lượng nhỏ dữ liệu điển hình trong các nghiên cứu phác thảo chi tiết hơn. Hơn nữa, chúng tôi cho thấy phương pháp này có thể áp dụng trong nhiều quần thể khác nhau. Cuối cùng, chúng tôi minh họa làm thế nào phân tích liên kết các biến thể chưa quan sát sẽ được hưởng lợi từ những tiến bộ hiện tại như các bảng tham chiếu HapMap lớn hơn và công nghệ chuỗi shotgun toàn bộ hệ gen. Genet. Epidemiol. 34: 816-834, 2010. © 2010 Wiley‐Liss, Inc.

Mối quan hệ giữa sự tăng sinh tế bào và biểu hiện tạm thời của các gen đặc trưng cho một chuỗi phát triển liên quan đến sự phân hóa của tế bào xương đã được xem xét trong các văn hóa tế bào diploid nguyên phát của tế bào tạo xương lấy từ vỏ sọ thai nhi bằng cách sử dụng kết hợp hình ảnh tự phóng xạ, hóa sinh, hóa học mô và các thí nghiệm mRNA về sự tăng trưởng của tế bào tạo xương và các gen kiểu hình. Những thay đổi trong biểu hiện gen xác định một chuỗi phát triển có 1) ba giai đoạn chính: tăng sinh, sự trưởng thành của matrik ngoại bào và khoáng hóa; và 2) hai điểm kiểm soát mà tế bào có thể tiến triển nhưng không thể qua được mà không có dấu hiệu thêm: điểm đầu tiên là khi sự tăng sinh bị điều chỉnh giảm và biểu hiện gen liên quan đến sự trưởng thành của matrik ngoại bào được kích thích, và điểm thứ hai là khi xảy ra khoáng hóa. Ban đầu, các tế bào đang tăng sinh tích cực, biểu hiện các gen điều chỉnh chu kỳ tế bào và tăng trưởng tế bào, sản xuất một matrik ngoại bào loại fibronectin/collagen loại I. Một mối quan hệ đối kháng và kết hợp chức năng giữa sự suy giảm hoạt động tăng sinh và sự kích thích tiếp theo của các gen liên quan đến sự trưởng thành của matrik và khoáng hóa được hỗ trợ bởi 1) một chuỗi sự kiện tạm thời mà trong đó có sự biểu hiện tăng cường của phosphatase kiềm ngay sau giai đoạn tăng sinh, và sau đó là sự biểu hiện tăng của osteocalcin và osteopontin vào thời điểm bắt đầu khoáng hóa; 2) sự biểu hiện tăng của một tập hợp cụ thể các dấu hiệu kiểu hình tế bào tạo xương, bao gồm phosphatase kiềm và osteopontin, khi sự tăng sinh bị ức chế bởi hydroxyurea; và 3) mức độ biểu hiện của các dấu hiệu tế bào tạo xương tăng cường theo một chức năng của việc lắng đọng collagen được kích thích bởi acid ascorbic, gợi ý rằng matrik ngoại bào góp phần vào cả việc ngưng hoạt động tăng sinh và sự phát triển kiểu hình tế bào tạo xương.

Vắc xin rotavirus an toàn và hiệu quả đang là nhu cầu cấp bách, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Cơ sở kiến thức quan trọng đối với phát triển và triển khai vắc xin là về dịch tễ học của các kiểu huyết thanh/kiểu gen G và P của rotavirus trên toàn thế giới. Phân bố theo thời gian và địa lý của các kiểu G và P rotavirus ở người được xem xét thông qua phân tích tổng cộng 45571 chủng được thu thập toàn cầu từ 124 nghiên cứu báo cáo từ 52 quốc gia trên năm châu lục, công bố trong giai đoạn 1989 đến 2004. Bốn kiểu G phổ biến (G1, G2, G3 và G4) kết hợp với P[8] hoặc P[4] chiếm hơn 88% tổng số chủng phân tích trên toàn thế giới. Ngoài ra, các virus kiểu huyết thanh G9 kết hợp với P[8] hoặc P[6] đã nổi lên là kiểu G quan trọng thứ tư trên toàn cầu với tần suất tương đối 4,1%. Khi phân phối toàn cầu các kiểu G và/hoặc P được chia thành năm lục địa/phân lục địa, nhiều đặc điểm đặc trưng đã nổi lên. Ví dụ, P[8]G1 chiếm hơn 70% các trường hợp nhiễm rotavirus ở Bắc Mỹ, Châu Âu và Úc, nhưng chỉ khoảng 30% các trường hợp nhiễm ở Nam Mỹ và Châu Á, cùng với 23% ở Châu Phi. Ngoài ra, ở Châu Phi (i) tần suất tương đối của G8 cao ngang với G3 hoặc G4 thường gặp trên toàn cầu, (ii) P[6] chiếm gần một phần ba tổng số các kiểu P xác định được và (iii) 27% các trường hợp nhiễm bệnh liên quan đến các chủng rotavirus mang các kết hợp không bình thường như P[6]G8 hoặc P[4]G8. Hơn nữa, ở Nam Mỹ, virus G5 ít phổ biến dường như tăng mức độ quan trọng dịch tễ học trong số các trẻ em bị tiêu chảy. Những phát hiện như vậy đã (i) khẳng định tầm quan trọng của việc giám sát liên tục các chủng rotavirus một cách chủ động trong nhiều bối cảnh địa lý khác nhau và (ii) cung cấp các cân nhắc quan trọng cho phát triển và triển khai một vắc xin rotavirus hiệu quả (ví dụ, điều chỉnh kiểu P-G theo địa lý trong việc bào chế vắc xin đa giá thế hệ tiếp theo). Bản quyền © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.

Các chuỗi nucleotide từ tổng cộng 421 mẫu virus viêm gan E (HEV) đã được thu thập từ Genbank và phân tích. Về mặt hệ phả thực vật, HEV được phân loại thành bốn kiểu gen chính. Kiểu gen 1 được bảo tồn nhiều hơn và được phân thành năm kiểu phụ. Số lượng chuỗi kiểu gen 2 bị giới hạn nhưng có thể phân loại thành hai kiểu phụ. Các kiểu gen 3 và 4 cực kỳ đa dạng và có thể được chia thành mười và bảy kiểu phụ. Về địa lý, kiểu gen 1 được phân lập từ các quốc gia nhiệt đới và một số quốc gia cận nhiệt đới ở châu Á và châu Phi, trong khi kiểu gen 2 có nguồn gốc từ Mexico, Nigeria và Chad; kiểu gen 3 được xác định hầu như trên toàn cầu, bao gồm châu Á, châu Âu, châu Đại Dương, Bắc và Nam Mỹ. Ngược lại, kiểu gen 4 chỉ được tìm thấy ở châu Á. Có giả thuyết rằng kiểu gen 3 có nguồn gốc từ bán cầu Tây và đã được nhập khẩu vào một số quốc gia châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan, trong khi kiểu gen 4 có thể là bản địa và có khả năng được giới hạn ở châu Á. Các kiểu gen 3 và 4 không chỉ được xác định ở lợn mà còn ở các động vật hoang dã như lợn rừng và hươu. Hơn nữa, trong hầu hết các khu vực nơi các kiểu gen 3 và 4 được phân loại, các chuỗi từ cả người và động vật đều được bảo tồn cao, cho thấy chúng có nguồn gốc từ cùng một nguồn lây nhiễm. Dựa trên sự khác biệt nucleotide từ năm hệ phả thực vật, đề xuất rằng năm kiểu phụ, hai kiểu phụ, mười kiểu phụ và bảy kiểu phụ cho các kiểu gen HEV 1, 2, 3 và 4 được đặt tên là các kiểu phụ theo thứ tự chữ cái. Do đó, tổng cộng đã có 24 kiểu phụ (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 2a, 2b, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h, 3i, 3j, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f và 4g) được ghi nhận.

Các tổn thương biểu mô vảy mức độ thấp (LSIL) liên quan đến một số kiểu gen virus HPV nhất định có thể tiến triển một cách ưu thế thành ung thư cổ tử cung. Việc phân loại kiểu gen HPV có thể cải thiện hiệu quả của các chương trình sàng lọc và giảm thiểu việc điều trị quá mức. Các trường hợp LSIL (n = 8.308) từ 55 nghiên cứu đã được công bố được đưa vào phân tích tổng hợp. Phân bố kiểu gen HPV được đánh giá theo vùng địa lý và so sánh với dữ liệu được công bố về ung thư biểu mô vảy cổ tử cung (SCC). Việc phát hiện HPV trong LSIL là 80% ở Bắc Mỹ nhưng dưới 70% ở những khu vực khác, có thể phản ánh khác biệt khu vực trong chẩn đoán LSIL. Trong số 5.910 LSIL dương tính với HPV, HPV16 là kiểu gen phổ biến nhất (26,3%) tiếp theo là HPV31 (11,5%), HPV51 (10,6%), và HPV53 (10,2%). Các LSIL dương tính với HPV từ châu Phi có khả năng nhiễm HPV16 thấp hơn gấp 2 lần so với các LSIL ở châu Âu, và các LSIL dương tính với HPV từ Bắc Mỹ có khả năng nhiễm HPV18 cao hơn so với các LSIL từ châu Âu hoặc Nam/Central America. Việc giải thích các kiểu gen hiếm hơn bị cản trở bởi sự biến động trong phương pháp thử nghiệm HPV. Các tỷ lệ phổ biến SCC/LSIL cho thấy HPV16 phổ biến gấp 2 lần và HPV18 phổ biến gấp 1.5 lần trong SCC so với LSIL dương tính với HPV, do đó có vẻ như chúng có khả năng tiên tiến hơn so với các kiểu gen nguy cơ cao khác (tỷ lệ phổ biến SCC/LSIL nằm trong khoảng 0,05 và 0,85). HPV53 và HPV66 cho thấy tỷ lệ SCC/LSIL lần lượt là 0,02 và 0,01. Sự phân bố kiểu gen HPV trong LSIL khác với ở ung thư cổ tử cung, nhấn mạnh tầm quan trọng của kiểu gen HPV trong nguy cơ tiến triển từ LSIL thành ác tính. Một số khác biệt khu vực trong sự quan trọng tương đối của các kiểu gen HPV trong LSIL đã được ghi nhận.