ТЕСТ-СИСТЕМА ДЛЯ ДНК-ИДЕНТИФИКАЦИИ ИНДИВИДА, ОСНОВАННАЯ НА ПОЛИМОРФНЫХ МАРКЕРАХ Х-ХРОМОСОМЫ Российский патент 2017 года по МПК C12Q1/68 C12N15/00 

Описание патента на изобретение RU2639499C2

Настоящее изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в криминалистической и судебно-медицинской идентификационной экспертизе.

В практике ДНК-идентификации, в основном, используют тест-системы, основанные на микросателлитных локусах аутосом (PowerPlex® 16 HS System компании Promega, AmpFlSTR® Identifiler® Plus компании Life Technologies, Investigator® IDplex Plus компании QIAGEN и др.), реже маркеры Y-хромосомы (PowerPlex® Y23 System компании Promega, Investigator Argus Y-12 QS Kit компании QIAGEN и др.), маркеры X-хромосомы (Investigator Argus Х-12 Kit компании QIAGEN и др.). Ближайшим аналогом патентуемой тест системы является набор X-SNP маркеров, предложенный Li L. и др., для ДНК-идентификации в популяции китайцев (Li, 2015). Однако панель Li имеет небольшую емкость мультиплексов (17-18 маркеров) и требует 4 отдельных мультиплексных ПЦР и 4 iPLEX-реакции, тогда как в данной панели большее число маркеров собрано лишь в 2 мультиплекса, что экономически выгоднее.

Каждая из тест-систем имеет как ряд преимуществ, так и недостатков. Если сравнить 4 типа возможных маркеров, то можно заметить, что в случаях определения родства между отцом и дочерью, и бабушкой по отцу и внучкой маркеры Х-хромосомы превосходят возможности аутосомных, в два и четыре раза соответственно, Y-хромосомные маркеры в данном случае бесполезны. В случаях определения родства между предполагаемой матерью и сыном возможности Х-хромосомных маркеров в два раза превосходят возможности аутосомных маркеров. Также, Х-хромосомные маркеры информативнее аутосомных, в сложных случаях экспертизы на родство: в случае определения родства между предполагаемым отцом и дочкой, когда ДНК предполагаемого отца не доступна; когда доступна только ДНК предполагаемых сводных сестер по отцу; в случаях определения отцовства между близкими родственниками, например двумя братьями (за исключением монозиготных близнецов) или отцом и сыном, а также в случае инцеста (Szibor, 2007, Jobling, 2014).

Существующие на настоящее время генетические тест-системы, используемые в практике экспертно-криминалистических служб, как за рубежом, так и в России, разработаны на основании данных о генетическом разнообразии Северной Америки и стран Западной Европы. Это является недостатком для проведения генетической экспертизы представителей популяций России.

Ключевым моментом ДНК-идентификации являются вероятностные расчеты совпадения генотипов, основанные на референтных частотах аллелей в популяции, из которой происходит изучаемый ДНК-профиль. К тому же, маркеры, входящие в состав используемой тест-системы, должны обладать рядом характеристик, которые могут варьировать от популяции к популяции. Так наличие равновесия по сцеплению между используемыми локусами является обязательным требованием, предъявляемым к используемой тест-системе. Многочисленные исследования архитектуры неравновесия по сцеплению (LD) в различных популяциях показали, что характер LD выявленный в конкретной популяции не может быть автоматически экстраполирован на другие популяции, поскольку нельзя игнорировать взаимодействие между различными популяционно-специфическими факторами и геноспецифическими механизмами при формировании структуры неравновесия по сцеплению. Таким образом, наиболее информативными для генетической экспертизы в России являются те тест-системы, которые разрабатывались на основе данных о генетическом разнообразии народонаселения РФ или же адаптировались для использования на территории России. Использование генетических систем ДНК-идентификации без учета генетической специфичности популяции, из которой происходит исследуемый ДНК-профиль, снижает достоверность выводов.

Использование определенного типа маркеров также влияет на информативность генетической экспертизы в каждом конкретном случае. Современные тест-системы, основанные на микросателлитных маркерах, наиболее информативны в случаях идентификации индивида, за счет высокого темпа мутирования данного типа маркеров. Однако в случаях экспертизы на родство высокий темп мутации является недостатком. Таким образом, при проведении процедуры ДНК-идентификации с целью определения родственных связей между индивидами целесообразнее использовать однонуклеотидные полиморфные маркеры (SNP).

В состав патентуемого набора маркеров было отобрано 64 SNP-маркера Х-хромосомы, обладающие наибольшей информативностью для ДНК-идентификации в популяциях Российской Федерации. Набор состоит из двух групп маркеров, способных к мультиплексированию. Один мультиплекс включает в себя 35 однонуклеотидных полиморфных маркеров X-хромосомы: rs5953326 (49373567 пар нуклеотидов, р11.23) (здесь и далее в скобках указаны характеристики расположения маркера на Х-хромосоме), rs5974708 (125675579 п.н., q25), rs2694742 (3127322 п.н., р22.33), rs7058109 (113228559 п.н., q23), rs4830049 (126759219 п.н., q25), rs5945770 (102594936 п.н., q22.1), rs9329406 (115740985 п.н., q23), rs5941047 (91431385 п.н., q21.31), rs471205 (66238317 п.н., q12), rs5962008 (6325520 п.н., p22.31), rs1405303 (4120689 п.н., p22.33), rs4826609 (54765913 п.н., p11.22), rs5934683 (9751474 п.н., p22.2), rs11799030 (53056518 п.н., p11.22), rs5974348 (112218701 п.н., q23), rs5973840 (107319029 п.н., q22.3), rs217937 (118511843 п.н., q24), rs1351260 (26948596 п.н., p21.3), rs6624701 (63749154 п.н., q11.2), rs4131729 (51697194 п.н., p11.22), rs222108 (86910110 п.н., q21.31), rs2797125 (130815979 п.н., q26.2), rs5969528 (81668873 п.н., q21.1), rs6609159 (41573566 п.н., p11.4), rs205847 (42791946 п.н., p11.3), rs761913 (37859510 п.н., p11.4), rs2411976 (78383858 п.н., q21.1), rs225067 (29149024 п.н., p21.3), rs5975695 (135268469 п.н., q26.3), rs4898334 (101387968 п.н., q22.1), rs4826682 (5119276 п.н., p22.32), rs5937091 (70745323 п.н., q13.1), rs5909923 (121978166 п.н., q25), rs2404797 (8795378 п.н., p22.31), rs3005641 (34029930 п.н., p21.1). Второй мультиплекс включает в себя 29 однонуклеотидных полиморфных маркеров Х-хромосомы: rs7888207 (11916455 п.н., р22.2), rs5977991 (133429960 п.н., q26.2), rs5915291 (50379075 п.н., p11.22), rs4825213 (143435373 п.н., q27.3), rs5977571 (124496989 п.н., q25), rs5968597 (84946832 п.н., q21.2), rs4484871 (22751065 п.н., p22.11), rs5922869 (83049688 п.н., q21.1), rs1781486 (144674621 п.н., q27.3), rs766117 (43816206 п.н., p11.3), rs614511 (149537834 п.н., q28), rs5919529 (67358208 п.н., q12), rs916208 (127941251 п.н., q25), rs1389433 (28128729 п.н., p21.3), rs926640 (129462353 п.н., q26.1), rs4825002 (140430391 п.н., q27.2), rs4454452 (30985342 п.н., p21.2), rs17391 (131910697 п.н., q26.2), rs2869922 (141490609 п.н., q27.2), rs5949581 (94756278 п.н., q21.33), rs1474970 (90394689 п.н., q21.31), rs2207739 (75644692 п.н., q13.3), rs2504169 (146358005 п.н., q27.3), rs5921682 (100130437 п.н., q22.1), rs2317327 (15407061 п.н., p22.2), rs5963641 (39216082 п.н., p11.4), rs1285715 (106308416 п.н., q22.3), rs5917990 (40387891 п.н., p11.4), rs952076 (13946956 п.н., p22.2).

Статистический анализ данных о генетическом разнообразии популяций России по данному набору маркеров показал, что патентуемый набор обладает высоким идентификационным потенциалом. Информативность патентуемого набора однонуклеотидных полиморфных маркеров х-хромосомы в популяции русских, превосходит возможности существующих систем ДНК-идентификации. Уровень вероятности дискриминации неродственных индивидов (PD) составил 0,99999999999999999999999986 для женщин и 0,999999999999999986 для мужчин.

Возможным способом генотипирования тест-системы является методика проведения MALDI-TOF масс-спектрометрии, предложенная фирмой Agena Bioscience (ранее Sequenom Bioscience). Методика включает в себя ряд реакций (ПЦР, SAP-реакция, iPLEX-реакция) с последующим анализом амплификата с помощью генетического анализатора «MassARRAY Analyzer 4». Данная методика проведения генотипирования обладает высокой чувствительностью, высокой пропускной способностью, а также является экономически выгодной, что является преимуществом для практического применения.

Синтетические олигонуклеотидные праймеры, определяющие маркеры, формирующие патентуемую тест-систему, для генотипирования методом MALDI-TOF масс-спектрометрии, имеют следующий нуклеотидный состав:

Суммируя все вышесказанное, можно сказать, что патентуемый набор однонуклеотидных полиморфных маркеров Х-хромосомы является высокоинформативной для популяций Российской Федерации тест-системой, особо эффективной в сложных случаях экспертизы на родство. Аналогов в России на настоящее время не существует.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Jobling М, Gill P. Encoded evidence: DNA in forensic analysis // Nature reviews. 2004. V. 5. 739-752.

2. Li Y., Liu Y. and Lin Y. Typing of 67 SNP Loci on X Chromosome by PCR and MALDI-TOF MS // Research in Genetics. 2015. Vol. 2015 (2015). Article ID 374688, 9 pages.

3. Szibor R.X-chromosomal markers: past, present and future // Forensic Sci Int Genet. 2007. № 1(2). P. 93-99.

Похожие патенты RU2639499C2

название год авторы номер документа
СИНТЕТИЧЕСКИЕ ОЛИГОНУКЛЕОТИДНЫЕ ПРАЙМЕРЫ И СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ГЕНОТИПОВ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИЧНОСТИ С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ДНК-МАРКЕРОВ Y-ХРОМОСОМЫ 2012
  • Степанов Вадим Анатольевич
  • Харьков Владимир Николаевич
  • Голубенко Мария Владимировна
  • Симонова Ксения Валерьевна
  • Бочарова Анна Владимировна
RU2528742C2
Способ получения молекулярных однонуклеотидных маркеров для идентификации неизвестного индивида методом мультиплексной амплификации для работы с образцами деградированной ДНК, набор для получения молекулярных маркеров 2021
  • Тяжелова Татьяна Владимировна
  • Андреева Татьяна Владимировна
  • Кузнецова Ирина Львовна
  • Кунижева Светлана Станиславовна
RU2800083C2
СПОСОБЫ НЕИНВАЗИВНОГО ПРЕНАТАЛЬНОГО УСТАНОВЛЕНИЯ ОТЦОВСТВА 2011
  • Райан Эллисон
  • Сигурджонссон Стаймир
  • Банджевик Милена
  • Джемелос Джордж
  • Хилл Мэтью
  • Банер Йохан
  • Рабиновитц Мэтью
  • Демко Закари
RU2620959C2
НАБОР СИНТЕТИЧЕСКИХ ОЛИГОНУКЛЕОТИДНЫХ ПРОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕНОТИПА МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК ЧЕЛОВЕКА 2016
  • Голубенко Мария Владимировна
  • Бабушкина Надежда Петровна
  • Буйкин Степан Вячеславович
  • Глушкова Мария Евгеньевна
  • Харьков Владимир Николаевич
  • Степанов Вадим Анатольевич
RU2652895C2
Способ получения молекулярных STR-маркеров Х-хромосомы для идентификации неизвестного индивида и определения биологического родства для работы с образцами малых количеств ДНК и набор олигонуклеотидов для его осуществления 2021
  • Тяжелова Татьяна Владимировна
  • Андреева Татьяна Владимировна
  • Кузнецова Ирина Львовна
  • Кунижева Светлана Станиславовна
RU2800084C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАПЛОТИПИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА УЧАСТКА АУТОСОМНОЙ ДНК ИНДИВИДУУМА 2010
  • Лимборская Светлана Андреевна
  • Хрунин Андрей Владимирович
  • Флегонтова Ольга Викторовна
  • Вербенко Дмитрий Анатольевич
RU2432398C1
Набор STR-маркеров Y-хромосомы для определения этно-территориального происхождения индивида по образцу его ДНК 2021
  • Степанов Вадим Анатольевич
  • Харьков Владимир Николаевич
  • Колесников Никита Александрович
RU2804433C2
СПОСОБЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ВЫСОКОМУЛЬТИПЛЕКСНОЙ ПЦР 2012
  • Циммерманн Бернхард
  • Хилл Мэттью М.
  • Лакроут Филипп Гилберт
  • Додд Майкл
RU2650790C2
СПОСОБЫ НЕИНВАЗИВНОГО ПРЕНАТАЛЬНОГО УСТАНОВЛЕНИЯ ПЛОИДНОСТИ 2011
  • Рабиновитц, Мэтью
  • Джемелос, Джордж
  • Банджевик, Милена
  • Райан, Эллисон
  • Демко, Закари
  • Хилл, Мэтью
  • Зиммерман, Бернхард
  • Банер, Йохан
RU2671980C2
Способ преимплантационного генетического тестирования Гемофилии А 2022
  • Исаев Артур Александрович
  • Мусатова Елизавета Валерьевна
  • Софронова Яна Владиславовна
  • Жикривецкая Светлана Олеговна
  • Померанцева Екатерина Алексеевна
  • Марахонов Андрей Владимирович
  • Кушнир Арина Леонидовна
RU2795796C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 639 499 C2

Реферат патента 2017 года ТЕСТ-СИСТЕМА ДЛЯ ДНК-ИДЕНТИФИКАЦИИ ИНДИВИДА, ОСНОВАННАЯ НА ПОЛИМОРФНЫХ МАРКЕРАХ Х-ХРОМОСОМЫ

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложена тест-система, содержащая синтетические олигонуклеотидные праймеры, представляющие собой нуклеотидные последовательности SEQ ID NO:1-192 и определяющие 64 однонуклеотидных полиморфных маркера Х-хромосомы. Указанная совокупность маркеров обладает достаточной информативностью для проведения генетической экспертизы на территории Российской Федерации и состоит из двух групп маркеров, способных к мультиплексированию. Предложенная тест-система позволяет эффективно использовать ее в сложных случаях при экспертизе на родство в криминалистической и судебно-медицинской идентификационной практике.

Формула изобретения RU 2 639 499 C2

Тест-система, содержащая синтетические олигонуклеотидные праймеры, представляющие собой нуклеотидные последовательности SEQ ID NO: 1-192 и определяющие 64 однонуклеотидных полиморфных маркера Х-хромосомы, где указанная совокупность маркеров обладает достаточной информативностью для проведения генетической экспертизы на территории Российской Федерации и состоит из двух групп маркеров, способных к мультиплексированию, содержащих 35 ((rs5953326 (49373567 пар нуклеотидов), p11.23 (rs5974708 125675579 п.н., q25), rs2694742 (3127322 п.н., р22.33), rs7058109 (113228559 п.н., q23), rs4830049 (126759219 п.н., q25), rs5945770 (102594936 п.н., q22.1), rs9329406 (115740985 п.н., q23), rs5941047 (91431385 п.н., q21.31), rs471205 (66238317 п.н., q12), rs5962008 (6325520 п.н., p22.31), rs1405303 (4120689 п.н., p22.33), rs4826609 (54765913 п.н., p11.22), rs5934683 (9751474 п.н., p22.2), rs11799030 (53056518 п.н., p11.22), rs5974348 (112218701 п.н., q23), rs5973840 (107319029 п.н., q22.3), rs217937 (118511843 п.н., q24), rs1351260 (26948596 п.н., p21.3), rs6624701 (63749154 п.н., q11.2), rs4131729 (51697194 п.н., p11.22), rs222108 (86910110 п.н., q21.31), rs2797125 (130815979 п.н., q26.2), rs5969528 (81668873 п.н., q21.1), rs6609159 (41573566 п.н., p11.4), rs205847 (42791946 п.н., p11.3), rs761913 (37859510 п.н., p11.4), rs2411976 (78383858 п.н., q21.1), rs225067 (29149024 п.н., p21.3), rs5975695 (135268469 п.н., q26.3), rs4898334 (101387968 п.н., q22.1), rs4826682 (5119276 п.н., p22.32), rs5937091 (70745323 п.н., q13.1), rs5909923 (121978166 п.н., q25), rs2404797 (8795378 п.н., p22.31), rs3005641 (34029930 п.н., p21.1)) и 29 ((rs7888207 (11916455 п.н., p22.2), rs5977991 (133429960 п.н., q26.2), rs5915291 (50379075 п.н., p11.22), rs4825213 (143435373 п.н., q27.3), rs5977571 (124496989 п.н., q25), rs5968597 (84946832 п.н., q21.2), rs4484871 (22751065 п.н., p22.11), rs5922869 (83049688 п.н. q21.1), rs1781486 (144674621 п.н., q27.3), rs766117 (43816206 п.н., p11.3), rs614511 (149537834 п.н., q28), rs5919529 (67358208 п.н., q12), rs916208 (127941251 п.н., q25), rs1389433 (28128729 п.н., p21.3), rs926640 (129462353 п.н., q26.1), rs4825002 (140430391 п.н., q27.2), rs4454452 (30985342 п.н., p21.2), rs17391 (131910697 п.н., q26.2), rs2869922 (141490609 п.н., q27.2), rs5949581 (94756278 п.н., q21.33), rs1474970 (90394689 п.н., q21.31), rs2207739 (75644692 п.н., q13.3), rs2504169 (146358005 п.н., q27.3), rs5921682 (100130437 п.н., q22.1), rs2317327 (15407061 п.н., p22.2), rs5963641 (39216082 п.н., p11.4), rs1285715 (106308416 п.н., q22.3), rs5917990 (40387891 п.н., p11.4), rs952076 (13946956 п.н., p22.2)) однонуклеотидных маркеров X-хромосомы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2639499C2

Li Y
ET AL
Приспособление для получения кинематографических стерео снимков 1919
  • Кауфман А.К.
SU67A1
Research in Genetics
Устройство для закрепления лыж на раме мотоциклов и велосипедов взамен переднего колеса 1924
  • Шапошников Н.П.
SU2015A1
Устройство для закрепления лыж на раме мотоциклов и велосипедов взамен переднего колеса 1924
  • Шапошников Н.П.
SU2015A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
ХИТРИНСКАЯ И.Ю
и др
Генетическое разнообразие х-хромосомы в популяциях коренных этносов Сибири: структура неравновесия по сцеплению и филогеография гаплотипов локуса zfx
Молекулярная биология
Приспособление для суммирования отрезков прямых линий 1923
  • Иванцов Г.П.
SU2010A1
Приспособление для плетения проволочного каркаса для железобетонных пустотелых камней 1920
  • Кутузов И.Н.
SU44A1
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
Байпас для паровозов 1923
  • Радзихобский Ф.Н.
SU804A1
СТЕПАНОВ В.А
и др
Характеристика популяций Российской Федерации по панели пятнадцати локусов, используемых для ДНК-идентификации и в судебно-медицинской экспертизе
Acta naturae
Способ приготовления лака 1924
  • Петров Г.С.
SU2011A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Устройство для охлаждения водою паров жидкостей, кипящих выше воды, в применении к разделению смесей жидкостей при перегонке с дефлегматором 1915
  • Круповес М.О.
SU59A1
СТЕПАНОВ В.А
и др
Приспособление для разматывания лент с семенами при укладке их в почву 1922
  • Киселев Ф.И.
SU56A1
Молекулярная биология
Многоступенчатая активно-реактивная турбина 1924
  • Ф. Лезель
SU2013A1
Способ очищения сернокислого глинозема от железа 1920
  • Збарский Б.И.
SU47A1
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков 1922
  • Асафов Н.И.
SU6A1
С
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
СИНТЕТИЧЕСКИЕ ОЛИГОНУКЛЕОТИДНЫЕ ПРАЙМЕРЫ И СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ГЕНОТИПОВ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИЧНОСТИ С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ДНК-МАРКЕРОВ Y-ХРОМОСОМЫ 2012
  • Степанов Вадим Анатольевич
  • Харьков Владимир Николаевич
  • Голубенко Мария Владимировна
  • Симонова Ксения Валерьевна
  • Бочарова Анна Владимировна
RU2528742C2
WO 2011047329 A2, 21.04.2011
SZIBOR R
X-chromosomal markers: past, present and future
Forensic Sci Int Genet
Пресс для выдавливания из деревянных дисков заготовок для ниточных катушек 1923
  • Григорьев П.Н.
SU2007A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
SANCHEZ J.J
ET AL
Устройство для устранения мешающего действия зажигательной электрической системы двигателей внутреннего сгорания на радиоприем 1922
  • Кулебакин В.С.
SU52A1
Electrophoresis
Пломбировальные щипцы 1923
  • Громов И.С.
SU2006A1
Прибор с двумя призмами 1917
  • Кауфман А.К.
SU27A1
Разборный с внутренней печью кипятильник 1922
  • Петухов Г.Г.
SU9A1
Наборная верстатка 1917
  • Поволоцкий С.А.
SU1713A1
Li L
ET AL
Паровоз для отопления неспекающейся каменноугольной мелочью 1916
  • Драго С.И.
SU14A1
Forensic Sci Int Genet
Приспособление для суммирования отрезков прямых линий 1923
  • Иванцов Г.П.
SU2010A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
WO 2006121312 A1, 16.11.2006.

RU 2 639 499 C2

Авторы

Вагайцева Ксения Валерьевна

Харьков Владимир Николаевич

Бочарова Анна Владимировна

Чередниченко Анастасия Андреевна

Степанов Вадим Анатольевич

Даты

2017-12-21Публикация

2015-08-24Подача