SNP基因分型技术综述

单核苷酸多态性(SNP)表示发生在基因组特定位置的单核苷酸变异。snp是个体间DNA变异的主要贡献者，其频率约为1 / 1000 bp。SNPs被认为是表型差异的原因，影响多种疾病的发展和进展，以及决定药物治疗和/或环境压力的反应。此外，snp还可以作为理想的分子标记，用于识别与重要生物学特性和疾病相关的基因。因此，SNP谱分析在选择育种、农业生产和生产力、个性化医疗和药物治疗等方面具有重要意义。

什么是SNP基因分型?

SNP基因分型是指在全基因组尺度上或在基因组感兴趣区域内确定SNP位点。SNP基因分型主要应欧宝官网app苹果下载用于疾病治疗和药物基因组学研究。在SNP基因分型方面已经开发了大量的技术和商业平台。根据研究目的，SNP基因分型可分为两类:全基因组协会而且良好的映射．SNP基因分型的常用方法包括SNP芯片，TaqMan SNP基因分型，MassARRAY SNP基因分型以及高通量测序。欧宝体育官网网址随着SNP基因分型技术的快速发展，已经建立了大量的公共数据库来收集已识别的SNP(表1)。

表1。SNP数据库。

1.SNP芯片

商用的SNP基因分型阵列主要包括Affymetrix SNP和Illumina平台。图1概述了这两个平台的原理。Affymetrix和Illumina基因分型解决方案在精确医学、农业基因分型、法医、人口规模研究和全基因组关联研究(GWAS)方面提供了值得信赖的性能。市面上可买到的高密度SNP芯片覆盖了大部分人类基因组和其他具有经济意义的动植物。另外，半定制和定制芯片允许研究人员选择所需的标记。

图1。SNP阵列技术概述(laframboise 2009)。(a)在Affymetrix分析中，两种等位基因都有探针，无论DNA携带的等位基因是什么，它都与两种探针结合。受阻碍的结合表现为信号变暗。(b)在Illumina串珠阵列分析中，一个串珠包含一个与SNP位点相邻的序列互补的序列。当它与DNA结合并显示出不同的颜色时。

2.TaqMan SNP基因分型

TaqMan SNP基因分型提供了一种快速而简单的方法来分析SNP位点。TaqMan SNP基因分型分析目前包括超过1700万预先设计的集合，用于48-、96-、384-和OpenArray实时PCR仪器格式。每个预先设计的集合包括两个用不同荧光染料标记的等位基因特异性TaqMan MGB探针和一个PCR引物对。它们独特地与DNA对齐，为感兴趣的等位基因提供高特异性。5 '报告染料和3 '猝灭染料共价连接到探针上。当探针完好无损时，荧光被抑制。在PCR扩增过程中，外切酶活性只发生在完全匹配的探针上。由于外切酶活性，报告染料和淬火染料被释放。测定荧光信号以确定样品的基因型。

图2。TaqMan SNP基因分型原理。

3.MassARRAY SNP基因分型

MassARRAY平台对于需要精确定制SNP基因分型分析的用户有几个优点。它利用单一扩展引物为所有PCR位点产生等位基因特异性产物，确保单一终止混合。该方法以引物延伸为基础，包括位点特异性引物延伸反应和位点特异性引物延伸反应(iPLEX检测)。在iPLEX试验中，寡核苷酸引物在被基因分型SNP位点的上游立即退火。引物延伸然后发生，这是一个单一的互补质量修饰的碱。用MALDI-TOF质谱法测定了延伸产物的质量。MassARRAY SNP基因分型可以在一个反应中分析多个SNP位点。当分析数十个或数百个snp时，这种方法是准确的，并具有价格优势。

图3。使用MassARRAY iPLEX系统进行基因分型的步骤(Svidnicki et al. 2015)。(a)位点特异性扩增反应。(b) SAP酶中和未结合的dntp。(c) iPLEX化验。(d)用MALDI-TOF法分析产物。(e)数据分析。

4.高通量测序的SNP分析欧宝体育官网网址

人类基因欧宝体育官网网址组测序确定了超过310万个有效的snp。所开发的SNP数据库为关联研究设计和数据解释提供了有价值的信息。欧宝体育官网网址测序是一种强大和高通量的SNP基因分型方法，许多基于测序的方法已经被开发用于SNP分析，例如基因测序分型(GBS)欧宝体育官网网址,Hi-SNPseq．利用下一代测序(NGS)进行的SNP分析通常包括在选定的基因组区域生成特定的欧宝体育官网网址DNA产物，然后直接测序。随着测序成本的降低，下一代测序(如Illumina欧宝体育官网网址, Roche 454, Ion Torrent)和第三代测序(如Nanopore, PacBio SMRT)正在广泛应用。

引用:

1. 斯维德尼基M C C C C M，席尔瓦-科斯塔S M，拉莫斯P Z，等．使用MassARRAY iPLEX®技术筛选与非综合征性听力损失相关的遗传改变。BMC医学遗传学材料导报，2015,16(1):85。
2. Gabriel S, Ziaugra L, Tabbaa D.使用Sequenom MassARRAY iPLEX平台进行SNP基因分型。人类遗传学的现行协议光子学报，2009,60(1):2.12。1 - 2.12。18.
3. 单核苷酸多态性。分子生物学方法, 2009, 578。