突变的命名方法

Special Article

Standard Mutation Nomenclature in Molecular Diagnostics

Practical and Educational Challenges

Shuji Ogino,*??Margaret L.Gulley,§

Johan T.den Dunnen,?Robert B.Wilson,?and the Association for Molecular Pathology Training and Education Committee

From the Department of Pathology,*Brigham and Women’s Hospital,Boston,Massachusetts;Department of Medical Oncology,?Dana-Farber Cancer Institute,Boston,Massachusetts; Harvard Medical School,?Boston,Massachusetts;Department of Pathology,§University of North Carolina,Chapel Hill,North Carolina;Human and Clinical Genetics,?Leiden University Medical Center,Leiden,The Netherlands;and Department of Pathology and Laboratory Medicine,?University of Pennsylvania Medical Center,Philadelphia,Pennsylvania

To translate basic research findings into clinical prac-tice,it is essential that information about mutations and variations in the human genome are communi-cated easily and unequivocally.Unfortunately,there has been much confusion regarding the description of genetic sequence variants.This is largely because research articles that first report novel sequence vari-ants do not often use standard nomenclature,and the final genomic sequence is compiled over many sepa-rate entries.In this article,we discuss issues crucial to clear communication,using examples of genes that are commonly assayed in clinical laboratories.Al-though molecular diagnostics is a dynamic field,this should not inhibit the need for and movement toward consensus nomenclature for accurate reporting among laboratories.Our aim is to alert laboratory scientists and other health care professionals to the important issues and provide a foundation for further discussions that will ultimately lead to solutions.(J Mol Diagn2007,9:1–6;DOI:10.2353/jmoldx.2007.060081) The complexity and inherent variation of the human ge-nome sequence have placed unprecedented demands on bioinformatics resources to assure organized data management.1Genomic data are continuously translated into clinical molecular tests,and laboratory reports are generated for patient management and clinical and epi-demiological studies.The consistent use of uniform no-menclature in the management of DNA sequence data is especially critical for concise communication of diagnos-tic testing and genetic risk assessment.Just as stan-dards were established early in the Human Genome Project for uniform documentation and collation of se-quence data,conventions for standardized nomenclature of variant sequences—mutations and polymorphisms—have been developed and promulgated.2–5Although in this article we use the term“mutation”to imply a delete-rious genetic sequence variation,our discussion here is relevant to all small genetic sequence variations,whether neutral or deleterious.Despite the nominal acceptance of these standards,clinical mutation testing and screening for major genetic disorders still suffer from the use of nonstandard and variable mutation nomenclature.In fact, colloquial designations for mutations of clinical impor-tance are used so broadly that many geneticists and molecular diagnosticians are probably unaware that they are nonstandard.This may cause confusion when cross-referencing between the original literature and modern databases.

In an effort to clarify the nomenclature recommenda-tions of the Human Genome Variation Society(HGVS),we first briefly illustrate how to name a particular sequence variant(either novel or known)using standard nomencla-ture.Recommendations for methods of interpreting se-quence variants,whether deleterious or neutral,have Accepted for publication September13,2006.

The2005Association for Molecular Pathology Training and Education Committee consists of Deborah Payne(Chair),Mary C.Lowery Nordberg, Jerald Z.Gong,Amy E.Krafft,Shuji Ogino,Timothy S.Uphoff,Peter Donahue,Jennifer Hunt,and Gladys Garrison.

Standard of practice is not being defined by this article,and there may be alternatives.

Address reprint requests to Shuji Ogino,M.D.,Ph.D.,Department of Pathology,Brigham and Women’s Hospital,Harvard Medical School,75 Francis St.,Boston,MA02115.E-mail:

shuji_ogino@https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,.

Journal of Molecular Diagnostics,Vol.9,No.1,

Copyright?American Society for

and the Association for

DOI:

1

been reviewed elsewhere.6We next raise issues of stan-dard and nonstandard nomenclature in a limited number of examples of genes that have been commonly used for molecular diagnostics.It is noteworthy that nomenclature problems exist not only for germline mutations and poly-morphisms but also for somatic alterations in genes as-sociated with cancer.

Standard Nomenclature for Genes and Mutations

Figures 1and 2exemplify how to number nucleotides and name mutations or variants,respectively,according to the standard nomenclature recommendations of the HGVS (https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,/mutnomen/).These num-bering examples are based on coding DNA reference sequences and protein-level amino acid sequences.“Coding DNA reference sequence”refers to a cDNA-derived sequence containing the full length of all coding regions and noncoding untranslated regions [5?untrans-lated region (UTR)and 3?-UTR];splice variants may lack one or more of the coding exons.Nucleotide numbering is in relation to the translation initiation codon,starting

with number 1at the A of the ATG.Standard mutation nomenclature based on coding DNA reference se-quences and protein-level amino acid sequences re-quires prefixes “c.”and “p.,”respectively,as in Figure 2.Standard nomenclature based on genomic DNA refer-ence sequences and RNA reference sequences is not shown.“Genomic DNA reference sequence”simply indi-cates any human DNA sequence in the database that is not based on a cDNA sequence.Standard mutation no-menclature based on a “genomic DNA reference se-quence”requires a prefix “g.”and numbering starts with number 1for the first nucleotide in the file.

Figure 3illustrates the process for finding a reference sequence that describes a novel mutation or for search-ing for the sequence surrounding a particular mutation.As shown in Figure 3,it is essential to find and use the gene symbol approved by the Human Genome Organi-sation (HUGO)Gene Nomenclature Committee (HGNC;https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,/nomenclature/index.html ).7,8A major problem has been the highly variable use of gene nomenclature in the literature,producing multiple sym-bols and names for one and the same gene 9,10or one gene/protein symbol that stands for completely different genes or proteins.11–14Up to one third of human genes may have been affected by the homonym problem,15mainly because of the nonuse of HGNC-approved official gene symbols.

In addition to the use of the HGNC-approved gene symbol,one needs to find the most appropriate reference sequence for a novel mutation.The most appropriate reference sequence may be a coding DNA sequence based on full-length mRNA or a genomic DNA reference sequence.Even if one finds the mutation based on a reference sequence,it may not be the most updated or the most appropriate reference sequence.For example,the reference sequence that has been used to identify a novel exonic mutation might comprise the sequence of only one exon of the gene.In this case,it is appropriate to search for a coding DNA reference sequence based on full-length

cDNA.

Figure 1.Example of nucleotide numbering based on a coding DNA se-quence.Exonic sequences are numbered sequentially from the initiation codon to the stop codon.Untranslated sequences in the 5?-and 3?-UTRs,as well as in intronic sequences,are numbered in relation to the coding exonic sequences as shown.Note that lengths of DNA sequence are

arbitrary.

Figure 2.Example of standard mutation nomenclature based on a coding DNA sequence.Note that the amino acid change for “c.1A ?T”is described as “p.0?”because amino acid changes secondary to codon 1mutations are frequently unpredictable.In this example,c.1A ?T cannot be described as “p.Met1Leu”because it either creates no protein or creates a different protein starting from a cryptic translation initiation site.One may describe the amino acid sequence change as “p.0”if there is experimental proof that no protein

forms.

Figure 3.How to find a DNA reference sequence and HGNC-approved gene symbol.BLAST,Basic Local Alignment Search Tool;HUGO,Human Genome Organisation;NCBI,National Center for Biotechnology Information.

2Ogino et al

JMD February 2007,Vol.9,No.1

Nomenclature for CFTR Mutations:An Example

The cystic fibrosis transmembrane conductance regula-tor (CFTR )gene (Online Mendelian Inheritance of Man no.602421)is the gene that,when mutated,causes cystic fibrosis (Online Mendelian Inheritance of Man no.219700).Although there is a single major deletion muta-tion of phenylalanine at codon 508,over 1000different CFTR mutations and variants have been described (http://www.genet.sickkids.on.ca/cftr/).As in other human disease-related genes of interest,the nomenclature for the CFTR mutations and variants has been a persistent problem.The description of CFTR mutations associated with pathogenic changes started well before any muta-tion nomenclature recommendations were proposed.Consequently,published and commonly used designa-tions for many CFTR mutations have been at variance with the evolving standard nomenclature guidelines (see https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,/mutnomen/).2,3Genetics clinics and diagnostic laboratories primarily use these variant or colloquial descriptions.

Table 1lists the CFTR mutations included in the Amer-ican College of Medical Genetics-recommended carrier screening panel 16by standard nomenclature and collo-

quial nomenclature side by side.To describe a single nucleotide substitution based on a coding DNA reference sequence using the standard nomenclature,one must describe it with 1)the GenBank accession number and version number of the coding DNA (or cDNA)reference sequence used,followed by 2)a colon “:”;3)prefix “c.”;4)the nucleotide number;5)a wild-type nucleotide;6)the symbol “?”(indicating a change);and 7)a mutant nucleotide.For example,in the nomenclature of the CFTR mutation “NM_000492.3:c.350G ?A”(ie,p.Arg117His),“NM_000492.3”indicates the GenBank cDNA reference sequence used,c.indicates that the nucleotide number “350”is based on coding DNA sequence (see Figure 1),and “G ?A”indicates that the nucleotide substitution is G to A.

Coding DNA Reference Sequence

Problems in colloquial CFTR mutation nomenclature re-side mainly in the numbering of nucleotide positions.Although the colloquial notations of CFTR mutations are also based on the GenBank cDNA reference sequence NM_000492.3,the colloquial notations use nucleotide

Table 1.Standard and Colloquial Nomenclature for CFTR Mutations and Variants

DNA sequence change*

Amino acid change

(three-letter code)Commonly used

colloquial nomenclature

Site of mutation (exon/intron number)§

Type of mutation c.254G ?A p.Gly85Glu G85E Exon 3Missense c.350G ?A p.Arg117His R117H Exon 4Missense c.443T ?C ?

p.Ile148Thr

I148T

Exon 4Missense c.489?1G ?T (AJ574942.1:g.240G ?T)621?1G ?T Intron 4Splice site c.579?1G ?T (AJ574943.1:g.261G ?T)711?1G ?T

Intron 5

Splice site c.948delT ?p.Phe316LeufsX121078delT Exon 7(no.8)Frameshift c.1000C ?T p.Arg334Trp R334W Exon 7(no.8)Missense c.1040G ?C

p.Arg347Pro R347P

Exon 7(no.8)Missense c.1210?12T(5_9)(AJ574948.1:g.152T (5_9))

5T/7T/9T polymorphism

Intron 8(no.9)

Splice site

c.1210?12[5]?(AJ574948.1:g.152T[5]?)5T c.1210?12T[9]?(AJ574948.1:g.152T[9]?)9T c.1364C ?A

p.Ala455Glu A455E Exon 9(no.10)Missense

c.1519_1521delATC p.Ile507del Delta I507Exon 10(no.11)In-frame deletion c.1521_1523delCTT

p.Phe508del Delta F508Exon 10(no.11)In-frame deletion c.1585?1G ?A (AJ574980.1:g.116G ?A)1717?1G ?A Intron 10(no.11)Splice site c.1624G ?T p.Gly542X G542X Exon 11(no.12)Nonsense c.1652G ?A p.Gly551Asp G551D Exon 11(no.12)Missense c.1657C ?T p.Arg553X R553X Exon 11(no.12)Nonsense c.1679G ?C

p.Arg560Thr R560T

Exon 11(no.12)Missense c.1766?1G ?A (AJ574983.1:g.179G ?A)1898?1G ?A Intron 12(no.13)Splice site c.2052delA

p.Lys684AsnfsX382184delA Exon 13(no.14)Frameshift c.2657?5G ?A (AJ574995.1:g.216G ?A)2789?5G ?A Intron 14b (no.16)Splice site c.2988?1G ?T (AJ575003.1:g.305G ?T)3120?1G ?T Intron 16(no.18)Splice site c.3437delC p.Ala1146ValfsX23569delC Exon 18(no.21)Frameshift c.3484C ?T

p.Arg1162X R1162X

Exon 19(no.22)Nonsense c.3718?2477C ?T (AY848832.1:g.40725C ?T)3849?10kbC ?T Intron 19(no.22)Other c.3846G ?A p.Trp1282X W1282X Exon 20(no.23)Nonsense c.3909C ?G

p.Asn1303Lys

N1303K

Exon 21(no.24)

Missense

*If not specified,nucleotide numbering is based on DNA reference sequence NM_000492.3.Note that the version number of this reference sequence may be frequently updated.?

These two mutations in the initial 25-mutation panel have been excluded in the recent American College of Medical Genetics recommendations.19?

Common repeat polymorphisms should be described as the first nucleotide number,followed by a repeated nucleotide(s),and the number of repeats in square brackets.§

Conventional CFTR exon/intron numbering includes exons 6a and 6b,exons 14a and 14b,and exons 17a and 17b;for exon/intron numbers in parentheses,these exon pairs are simply numbered sequentially,without modifiers such as ?6a ?and ?6b.?

Nomenclature for Mutations and Variants 3

JMD February 2007,Vol.9,No.1

numbering with the A of the ATG initiation codon at the nucleotide number133.One can retrieve the coding DNA sequence(“CDS”)for CFTR simply by clicking on the CDS link in GenBank NM_000492.3;this opens a window in which the nucleotide numbering starts with?1at the A of the ATG initiation codon,thus eliminating132nucleo-tides from the5?-UTR.There is only one coding DNA reference sequence for a given GenBank accession number,so that one can describe nucleotide positions unequivocally.

Nomenclature for Intronic Variants

Another important issue is the choice of proper nomen-clature for intronic variants.To describe an intronic vari-ant clearly and unequivocally,one should use a genomic reference sequence that contains uninterrupted genomic DNA sequence including introns.In contrast,a coding DNA reference sequence does not contain intronic se-quences.It is desirable to describe an intronic variant by nomenclature based on not only a genomic DNA refer-ence sequence but also a coding DNA reference se-quence.This is because a genomic reference sequence cannot describe the relation to an adjacent exon as can nomenclature based on a coding DNA reference se-quence in the form of“c.###?#G?T”or“c.###?#A?C”(where###and#represent integers;see Figure1).The relation to an adjacent exon is often clinically important information because it may indicate a predicted patho-genic effect of the variant.For example,there is a CFTR mutation commonly named“621?1G?T”(ie, AJ574942.1:g.240G?T and NM_000492.3:c.489?1G?T using the standard nomenclature).The nomenclature “AJ574942.1:g.240G?T”can provide precise information on the mutated locus and adjacent nucleotides in the intron,whereas the nomenclature“NM_000492.3: c.489?1G?T”provides information on the relation to the adjacent exon(ie,one base after the489th coding nu-cleotide at the end of the exon).To describe an intronic mutation such as NM_000492.3:c.489?1G?T based on a coding DNA reference sequence,the distance of a mutated intronic nucleotide to the closest exonic nucle-otide is used(see Figure1).Note that the intronic se-quence itself is not present in the coding DNA reference sequence NM_https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,ing the standard nomencla-ture,one can call this mutation neither“c.621?1G?T”because this numbering“621”is not based on a coding DNA reference sequence nor“g.621?1G?T”because a g description cannot be based on a cDNA sequence and a g description cannot contain nucleotide numbering such as“621?1.”One may simply describe this variant as“c.489?1G?T”;however,to prevent confusion when mutations in different genes and/or different transcript variants are described,the prefix“NM_000492.3:”is re-quired to indicate the reference sequence(the version number of any reference sequence may be updated frequently).We described the major intronic mutations of CFTR using both genomic reference sequences and the coding DNA reference sequence(NM_000492.3)in Table1.Nomenclature for Nucleotide Repeat Sequence Nomenclature for nucleotide repeat sequences in the literature and clinical practice is currently in a state of confusion.HGVS has recently updated recommenda-tions to minimize confusion.According to the recommen-dations,a known common polymorphism of a nucleotide repeat sequence should be described as starting with the first nucleotide number of a repeat sequence,fol-lowed by a repeated nucleotide unit(eg,T)or repeated nucleotides(eg,CA)and the number of repeats in square brackets(eg,[5]).Thus,the common polymorphism of CFTR,so called the“5T intron8polymorphism”should be described as“c.1210–12T[5](AJ574948.1:g.152T[5]).”To describe polymorphisms collectively in the same lo-cus,a range of repeat numbers is indicated by under-score,for example,[5_9].

To describe a unique mutation(or variant)of a nucle-otide repeat sequence,one should use“dup”or“del”as for other mutations,and nucleotide numbering is based on the most3?end of a repeat sequence.For example, if one finds a complete duplication or deletion of the “CTFR7T intron8”sequence,one should describe the former as“c.1210?12_1210?6dup”and the latter as “c.1210?12_1210?6del.”However,it is not always pos-sible to determine whether a given variant is common or unique,and any current unique variants may become common variants in the near future.Additional issues include large expansions observed in some trinucleotide expansions such as in FMR1(the fragile X mental retar-dation1gene)or FXN(the frataxin gene).Nucleotide repeat expansions may have interruptions or mutations within the expanded sequence(eg,AGG among CGG repeats in FMR1),which sometimes have clinical signifi-cance even in relatively small expansions.All of these issues need to be resolved.

Description at DNA Level versus Amino Acid Level

As shown in Table1,genetic sequence changes occur at the DNA level,and we usually identify mutations at the DNA level in a clinical genetic testing.Descriptions at the amino acid level are usually inferred with no experimental proof and are not unequivocal because amino acid codes are degenerate.For example,the most common CFTR mutation,p.Phe508del,due to DNA sequence change c.1521_1523delCTT,can be caused by other DNA sequence changes,including c.1522_1524delTTT. In addition,DNA sequence changes may have unfore-seen effects,impairing gene function through other mechanisms such as influencing RNA stability or splicing (disrupting an exonic splice enhancer,activating a cryp-tic splice site or creating a new splice site).There is also a risk that some one-letter amino acid codes(such as A, C,G,and T)may be confused with nucleotide code when a variant is rare or unfamiliar to health care providers. Nonetheless,specific amino acid changes should be included if such amino acid changes have been experi-mentally demonstrated,because those amino acid

4Ogino et al

JMD February2007,Vol.9,No.1

changes likely indicate pathogenic mechanisms of the mutations and provide clinically important information.

Other Commonly Tested Gene Variants

We have found that,even in a gene that is commonly tested in clinical practice,it can be difficult to trace some mutations.An example is the common thrombophilic vari-ant of the prothrombin (F2)gene “20210G ?A,”which should be described as F2AF478696.1:g.21538G ?A (c.*97G ?A).The “c.*97G ?A”notation indicates that this variant is present 97nucleotides downstream of the stop codon.The designation of “20210”appears to be based on a historical reference sequence.Other examples of standard and nonstandard colloquial nomenclature of genes and variants are listed in Table 2.

Practical and Educational Issues

Use of correct nomenclature in the literature as well as in laboratory reports is desirable because clinical diagnosis and decision-making are based on data in the literature regarding a specific mutation detected in a proband or affected family member.In a timely editorial,den Dunnen and Paalman addressed the importance of adherence to correct nomenclature in detail.4Some of our co-authors proposed the use of standard nomenclature for small intragenic mutations of SMN1(Online Mendelian Inheri-tance of Man no.600354),the disease gene for spinal muscular atrophy (SMA;Online Mendelian Inheritance of Man no.253300for SMA type I,no.253550for SMA type II,and no.253400for SMA type III).17,18Notations for SMN1mutations have been sufficiently ambiguous and inconsistent,such that one mutation has been re-ported as two different mutations.17The HGVS re-commends including traditional descriptions,initially,between parentheses or in a second column in a sum-mary table (https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,/mutnomen /);for exam-ple,CFTR NM_000492.3:c.489?1G ?T (621?1G ?T),NM_000492.3:c.3437delC (3569delC),NM_000492.3:c.1521_1523del (delF508),etc.

Adopting standard nomenclature should help remove confusion.The HGVS recommendations have now been widely accepted,and an increasing number of journals demand that authors follow the recommendations.Collo-quial mutation nomenclature is in wide use,however,by clinical laboratories,clinical geneticists,genetic counsel-ors,and diagnostic reagent manufacturers and has set a “standard”in these fields.Consequently,the fact that not

all journals or medical societies insist on consistent use of HGVS-recommended nomenclature may cause addi-tional confusion;for example,a novel mutation in CFTR might be described in one report by standard nomencla-ture and in another report by the traditional description.Therefore,the use of HGVS standard nomenclature can be accompanied by the colloquial term in parentheses.To avoid confusion in the future,the HGVS standard nomenclature should be used for newly discovered CFTR mutations as well as those in other genes of clinical or research interest.Many reports describe new mutations only in terms of the amino acid change,despite the degeneracy of the amino acid code.It is conceivable that future therapies targeted to specific alterations in DNA would be different for different mutations that cause the same amino acid change.Mutation nomenclature should be unequivocal and should be described at the DNA level as discussed in the previous section.

Summary

We have raised issues of standard and nonstandard nomenclature of gene variants and mutations,using a limited number of commonly tested genes as examples,particularly CFTR .Similar issues and problems exist for many other genes.The confusion surrounding nomencla-ture has potential far-reaching impact,and care needs to be taken to communicate accurately.As we move for-ward in defining nomenclature rules,it is important for us (laboratory scientists)to educate ourselves and other health care professionals so that standard nomenclature of gene variants and mutations is used uniformly across a wide variety of medical specialties.

Note:

Standardized report format,including standard nomen-clature for gene sequence variants,is important in labo-ratory medicine and clinical practice.College of Ameri-can Pathologists Molecular Pathology Committee has been compiling comprehensive recommendations for molecular diagnostics laboratories (ML Gulley,RM Bra-ziel,KC Halling,ED Hsi,JA Kant,MN Nikiforova,JA Nowak,S Ogino,A Oliveira,HF Polesky,L Silverman,RR Tubbs,VM Van Deerlin,GV Vance,J Versalovic,for the College of American Pathologists Molecular Pathology Resource Committee;Clinical Laboratory Reports in Mo-

Table 2.Standard and Colloquial Nomenclature of Common Gene Variants Standard nomenclature

Colloquial nomenclature

Associated disease F2AF478696.1:g.21538G ?A (c.*97G ?A)?Prothrombin G20210A (or 20210G ?A)Venous thrombosis F5NM_000130.3:c.1601G ?A (p.Arg534Gln)Factor V 1691G ?A (R506Q)Venous thrombosis MTHFR NM_005957.3:c.665C ?T (p.Ala222Val)MTHFR C677T (or 677C ?T)Homocystinemia HFE NM_000410.3:c.845G ?A (p.Cys282Tyr)HFE C282Y Hemochromatosis HFE NM_000410.3:c.187C ?G (p.His63Asp)

HFE H63D

Hemochromatosis

?

The symbol *is used for 3?-UTR region.The nucleotide number indicates the distance from the end of the stop codon,in this example,the 97th nucleotide after the stop codon.See Figure 1.

Nomenclature for Mutations and Variants 5

JMD February 2007,Vol.9,No.1

lecular Pathology,revised version submited to Arch Pathol Lab Med).

Acknowledgments

We thank Wayne Grody,S.Terence Dunn,Marsha Spe-evak,Daniel Farkas,Victoria Pratt,Jeffrey Kant,and the Council,Publications Committee and Genetics Subdivi-sion of the Association for Molecular Pathology for helpful discussion and critical reading of the manuscript. References

1.Horaitis O,Cotton RG:The challenge of documenting mutation across

the genome:the human genome variation society approach.Hum Mutat2004,23:447–452

2.den Dunnen JT,Antonarakis SE:Mutation nomenclature extensions

and suggestions to describe complex mutations:a discussion.Hum Mutat2000,15:7–12

3.Antonarakis SE:Recommendations for a nomenclature system for

human gene mutations.Nomenclature Working Group.Hum Mutat 1998,11:1–3

4.den Dunnen JT,Paalman MH:Standardizing mutation nomenclature:

why bother?Hum Mutat2003,22:181–182

5.Ad Hoc Committee on Mutation Nomenclature:Update on nomencla-

ture for human gene mutations.Hum Mutat1996,8:197–202

6.ACMG Laboratory Practice Committee Working Group:ACMG rec-

ommendations for standards for interpretation of sequence variations.

Genet Med2000,2:302–303

7.Wain HM,Lush MJ,Ducluzeau F,Khodiyar VK,Povey S:Genew:the

Human Gene Nomenclature Database,2004updates.Nucleic Acids Res2004,32:D255–D257

8.Wain HM,Bruford EA,Lovering RC,Lush MJ,Wright MW,Povey S:

Guidelines for human gene nomenclature.Genomics2002, 79:464–470

9.Obstacles of nomenclature.Nature1997,389:1

10.Wain H,White J,Povey S:The changing challenges of nomenclature.

Cytogenet Cell Genet1999,86:162–164

11.Gopalan B,Litvak A,Sharma S,Mhashilkar AM,Chada S,Ramesh R:

Activation of the Fas-FasL signaling pathway by MDA-7/IL-24kills human ovarian cancer cells.Cancer Res2005,65:3017–3024

12.Korner A,Ma L,Franks PW,Kiess W,Baier LJ,Stumvoll M,Kovacs P:

Sex-specific effect of the Val1483Ile polymorphism in the fatty acid synthase gene(FAS)on body mass index and lipid profile in Cauca-sian children.Int J Obes(Lond)(in press)

13.Li Y,Raffo AJ,Drew L,Mao Y,Tran A,Petrylak DP,Fine RL:Fas-

mediated apoptosis is dependent on wild-type p53status in human cancer cells expressing a temperature-sensitive p53mutant alanine-143.Cancer Res2003,63:1527–1533

14.Bertram J,Peacock JW,Tan C,Mui AL,Chung SW,Gleave ME,

Dedhar S,Cox ME,Ong CJ:Inhibition of the phosphatidylinositol 3?-kinase pathway promotes autocrine Fas-induced death of phos-phatase and tensin homologue-deficient prostate cancer cells.Can-cer Res2006,66:4781–4788

15.Schijvenaars B,Mons B,Weeber M,Schuemie M,van Mulligen E,

Wain H,Kors J:Thesaurus-based disambiguation of gene symbols.

BMC Bioinformatics2005,6:149

16.Grody WW,Cutting GR,Klinger KW,Richards CS,Watson MS,

Desnick RJ:Laboratory standards and guidelines for population-based cystic fibrosis carrier screening.Genet Med2001,3:149–154 17.Ogino S,Wilson RB:Importance of standard nomenclature for SMN1

small intragenic(“subtle”)mutations.Hum Mutat2004,23:392–393 18.Ogino S,Wilson RB:Spinal muscular atrophy:molecular genetics and

diagnostics.Expert Rev Mol Diagn2004,4:15–29

19.Watson MS,Cutting GR,Desnick RJ,Driscoll DA,Klinger K,Mennuti

M,Palomaki GE,Popovich BW,Pratt VM,Rohlfs EM,Strom CM, Richards CS,Witt DR,Grody WW:Cystic fibrosis population carrier screening:2004revision of American College of Medical Genetics mutation panel.Genet Med2004,6:387–391

6Ogino et al

JMD February2007,Vol.9,No.1

高考复习默写18、19-基因突变、基因重组和染色体变异(含答案)

课时默写18 《基因突变和基因重组》 一、生物变异的类型 1.不遗传的变异：仅由影响造成，没有引起遗传物质的变化。 2.可遗传的变异：由细胞内的改变引起，包括、和。 二、基因突变 1.基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症 （1）直接原因：多肽链上发生了的替换。 （2）根本原因：基因中碱基对发生了。 2.基因突变要点归纳 （1）概念：DNA分子中发生的、和，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。 （2）时间：有丝分裂和减数第一次分裂前的，即DNA分子时。 （3）原因：①诱发突变:因素、因素和因素 ②自发产生：由于偶尔发生差错、DNA的发生改变等原因。 （4）结果：可产生新的。 （5）特点：a、在生物界中是存在的，即性；b、发生的；c、的； d、自然状态下，突变频率，即性； e、大多对生物体是的，即性。 注：体细胞的突变不能直接传给后代，生殖细胞的则可能 （6）意义：产生的途径；是生物变异的；是生物进化的。 三、基因重组 1.概念：是指在生物体进行的过程中，控制的基因的重新组合。 2.类型： （1）自由组合型：减数分裂（减Ⅰ后期）形成配子时，随着的自由组合，位于这些染色体上的也自由组合。组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。 （2）交叉互换型：减数分裂形成时期，同源染色体上染色单体之间等位基因的。结果是导致染色单体上基因的重组，组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。 （3）人工重组型：技术，即基因工程。 3.结果：产生新的 4.意义：使后代产生多种新的基因型，从而出现新的性状组合，也是生物的来源之一，对生物的也具有重要的意义。

课时默写19 《染色体变异》 一、染色体结构的变异 1.实例：猫叫综合征（5号染色体部分） 2.类型：、、、（看书并理解 ．．．．．） 3.结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的或改变，而导致性状的变异。 二、染色体数目的变异 1.类型 （1）个别增加或减少：如21三体综合征（多1条21号染色体） （2）以的形式成倍增加或减少：如三倍体无子西瓜 2.染色体组 （1）概念：细胞中的一组，在和上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个。二倍体生物中所具有的全部染色体组成一个染色体组。 （2）特点：①一个染色体组中无，形态和功能； ②一个染色体组携带着控制生物生长的遗传信息。 （3）染色体组数的判断： ①细胞中形态相同的染色体有几条，则含几个染色体组例1：以下各图中，各有几个染色体组？ ②染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数（不区分大小写） 例2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少? （1）Aa ______ （2）AaBb _______ （3）AAa _______ （4）AaaBbb _______ （5）AAAaBBbb _______ （6）ABCD ______ 3.单倍体、二倍体和多倍体 （1）体细胞中含有本物种染色体数目的个体叫单倍体（注：由配子发育成的个体，不论含有多少个染色体组，一定是单倍体）。 （2）由发育而来的个体，体细胞中含几个就叫几倍体，如含有两个染色体组就叫，含有三个染色体组就叫，以此类推。体细胞中含有三个或三个以上染色体组的

基因突变的检测方法

基因突变的检测方法 基因突变的研已成为当今生命科学研究的热点之一，检测方法也随之迅速发展。人类细胞癌基因的突变类型已如上所述，对于基因突变的检测，1985以前，利用Southern印迹法，可以筛选出基因的缺失、插入和移码重组等突变形式。对于用该法法不能检测的突变，只能应用复杂费时的DNA序列测定分析法。多聚酶链反应（polymerase chain reaction,PCR）技术是突变研究中的最重大进展，使基因突变检测技术有了长足的发展，目前几乎所有的基因突变检测的分子诊断技术都是建立于PCR的基础之上，并且由PCR衍生出的新方法不断出现，目前已达二十余种，自动化程度也愈来愈高，分析时间大大缩短，分析结果的准确性也有很大很提高。其中包括单链构象多态性（single-strand comformational polymorphism,SSCP）和异源双链分析法（heteroduplex analysis,HA）。下面分别介绍几种PCR衍生技术及经典突变检测方法，可根据检测目的和实验室条件选择时参考。 PCR-SSCP法 PCR-SSCP法是在非这性聚丙烯酰胺凝胶上，短的单链DNA和RNA分子依其大街基序列不同而形成不同构象，一个碱基的改变将影响其构象而导致其在凝胶上的移动速度改变。其基本原理为单链DNA在中性条件下会形成二级结构，这种二级结构依赖于其碱基组成，即使一个碱基的不同，也会形成不同的二级结构而出刺同的迁移率。由于该法简单快速，因而被广泛用于未知基因突变的检测。用PCR-SSCP法检测小于200bp的PCR产物时，突变检出率可达70％-95％，片段大于400bp时，检出率仅为50％左右，该法可能会存在1％的假阳性率。应用PCR-SSCP法应注意电泳的最佳条件，一般突变类型对检测的灵敏度无大的影响，同时该法不能测定突变的准确位点，还需通过序列分析来确定。Sarkar等认为对于大于200bp的片段，用其RNA分子来做SSCP会提高其录敏度。应用PCR-SSCP检测点突变已见报道于人类大部分的肿瘤组织或细胞，如乳腺癌、食管癌、肺癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等。检测的基因包括多种癌基因及抑癌基因，也是检测抑癌基因p53突变最常用的方法，仅检测第5-8外显子即可发现85％以上的p53基因突变。由于该法简便快速，特别适合大样本基因突变研究的筛选工作。 异源双链分析法（HA） HA法直接在变性凝胶上分离杂交的突变型一野生型DNA双链。由于突变和野生型DNA形成的异源杂合双链DNA在其错配处会形成一突起，在非变性凝胶中电泳时，会产生与相应的同源双DNA不同的迁移率。该法与SSCP相似，所不同的是SSCP分离的是单链DNA，HA法分离的是双链DNA，也只适合于小片段的分析。但HA对一些不能用SSCP 检出的突变有互补作用，两者结合使用，可使突变检出率提高到近100％。

生物的命名和分类

生物的命名和分类 生物圈内的生物种类繁多，科学家根据生物的形态、构造、生理、遗传及生态等特征，将生物分门别类。这种分门别类的工作，叫做分类，包括物种命名、检索表制作等。 生物的命名 自古以来，人们给予各种生物适当的称呼，例如台湾二叶松、绿竹、孟加拉国虎等，如此在交谈或讨论时就方便很多。这些名称叫做俗名。 由于地区或语言的不同，同一种生物可能有不同的俗名，或不同生物有同一俗名，两者皆造成不便。俗名有时也会使人发生误解，例如章鱼、鳄鱼，会使人误以为它们属于鱼类（图10-1）。因此，生物学家为求生物名称的统一，便制定命名法规来为各阶层的生物命名。 在十八世纪时，瑞典人林奈创制了物种的二名法，用拉丁化的文字为物种命名，此即物种的学名。一个物种的学名由一属名和该物种的某一特有形容词组成；属名为名词，第一字母必须大写；后一字用来形容这种生物，则用小写。 图 10-1 章鱼和鳄鱼 例如台湾猕猴的学名是Macaca cyclopis；Macaca为属名，其意为猴子，cyclopis是圆脸的意思，用来形容这种猴子。又如现代人的学名为Homo sapiens，Homo为属名，意指人，sapiens是形容有智慧的意思。 种类相近的生物常常属名相同，但第二个字形容词就不一样。例如犬、狼是种类相近的动物，它们的学名，第一个字相同，都是Canis，第二个字就不一样。梅、桃和李的学名，第一个字相同，都是Prunus，第二个字就不一样。 分类阶层 现今生物学家所用的分类系统，共有七个阶层，最高的阶层为界，其下依次为门、纲、目、科、属、种，种为分类上最低的阶层。阶层愈高，包含的生物种类愈多；较低的阶层包含的种类就较少，但彼此的构造特征却愈相似。今以犬、人、梅、水稻等为例，说明这种分类阶层。

科技论文中基因和蛋白质的名称格式的正确写法

科技论文中基因和蛋白质的名称格式的正确写法 1 一般规则 在你的文章中使用大家都认可的基因/蛋白质的名称和符号(见下文)有时认可的基因/蛋白质的名称或符号已经不再有效。这种情况下，第一次提到的基因/蛋白质，需要先列出经批准的名称，然后再添加括号说明(以前被称为XXX)。例如，“我们使用抗POU5F1蛋白的抗体(以前称为OCT-4)...”。注意使用正确的符号，而不是以往的名称。 2 不同物种有不同的规则 1) 小鼠 / 大鼠 / 鸡 (1)一般命名规则(适用于小鼠，大鼠和鸡)： 基因的全名不用斜体，也不用希腊字母例如：insulin-like growth factor 1(胰岛素样生长因子1) 基因符号不用希腊字母和连字符，使用斜体，第一个字母大写，其余小写例如：Igf1 (斜体)(胰岛素样生长因子1) 蛋白质的名称和基因符号相同，但不用斜体，并全部大写例如：IGF1 mRNA和cDNA的基因符号和规定的格式例如： "... levels of Igf1 (italicized) mRNA increased when..." 首次提到的突变等位基因应该详细列出例如：Igf1tm1Arge/Igf1tm1Arge (italicized) is one of several knockout alleles of Igf1 (italicized) 所有字母和数字用斜体，等位基因的符号(tm1Arge)要用上标经前面详细描述之后，敲除的纯合子可表示为Igf1-/- (所有字母均用斜体，并且- / -用上标)；杂合子为Igf1 + / - 等。(2)对于这些命名规定的详细信息，请参阅： (小鼠，大鼠，鸡) https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,/(专门针对大 鼠) https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,/MGI命名：论文发表找刘老师球球1269292199 https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,/mgihome/nomen/index.shtml基因的MGI快速指南：https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,/mgihome/nomen/short_gene.shtml 2) 人类/非人类灵长类动物/家畜/ 除了小鼠、大鼠、鱼、昆虫、苍蝇外默认的其他物种 完整的基因名称不用斜体和希腊字母例如：insulin-like growth factor 1(胰岛素样生长因子1) 基因符号不使用希腊字母和连字符，基因符号用斜体，所有的字母用大写例如：IGF1(斜体) 蛋白质的名称与基因符号相同，但不用斜体，并全部大写例如：IGF1

(3)理解基因突变的检测方法

第十章基因突变 一、教学目的与要求： （1）了解基因突变的类型和性质、特征 （2）掌握基因突变分子机理和诱变因素的作用方式 （3）理解基因突变的检测方法 (4) 掌握基因突变的修复途径 二、教学重点、难点、疑点： 1.突变的概念、类型和性质 2.诱发突变的分子基础 3.诱发突变与人类癌症 4.生物体基因突变的修复机制 5.果蝇基因突变的检出 6.植物基因突变的检出 7.人类基因突变的检出 [解决方法] （1）通过出示基因结构变化的示意图，加深学生对基因突变内涵的理解。 （2）课堂教学中不断提出问题，让学生通过概念的运用达到巩固概念和知识迁移的目的。 2．教学难点及解决办法 基因突变的原因。 [解决办法] 对人类镰刀型细胞贫血症病因结合图解进行分析，使学生真正明白基因突变的原因——DNA复制过程也可能发生差错，基因中个别碱基的变化，就会造成性状改变。 3．教学疑点及解决办法 为什么说基因突变是变异的主要来源？ [解决办法]讲明基因突变与基因重组的区别，联系实际举例。 三、教学方法设计： 四、教具或教学手段：多媒体课件 五、教学过程与板书设计：

第一节基因突变的概念和特征 一、基因突变的概念及类别 1、基因突变：指在染色体上一定位点基因内部的化学变化引起的突变基因突变：指染色体上一定位点基因内部的化学变化引起的突变 2、类别 隐性突变：A a 显性突变：a A 自发突变—外界环境条件的自然作用或生物体内的生理生化变化而产生的突变 诱发突变—在专门诱变因素影响引起的突变，为“诱发突变” 形态突变型—可见突变：指造成外形改变的突变型 至死突变型—能造成个体死亡或生命力明显下降的突变型 条件突变型—在一定条件下有致死效应 3.一般特征 ①突变的频率：指生物体在每一世代中发生突变的机率，或者在一定时 间内突变可能发生的次数。 高等植物 10-5— 10-8 细菌和噬菌体 10-4—10-10范围大、突变频率比动植物高 例如：氨基酸过程中三种疾病是由三种基因突变导致酶发生变化引起的，有一定的突变频率 苯丙氨酸羟化酶缺乏导致苯丙酮尿症；尿黑尿酸氧化酶缺乏会产生尿黑酸尿症；酪氨酸酶缺乏导致白化病 苯丙氨酸羟化酶 苯丙酮酸苯丙氨酸酪氨酸 积累尿黑尿酸氧化酶 酪氨酸酶 苯丙酮尿症尿黑酸黑色素

几种拟南芥突变体鉴定方法

HY5‐215 The Arabidopsis HY5 gene encodes a bZIP protein that regulates stimulus‐induced development of root and?hypocotyl, Genes Dev. 1997 Nov 15; 11(22): 2983–2995. In the genome of hy5‐215, the splicing acceptor site of the first intron (=G) was replaced by A, suggesting that this mutation causes aberrant RNA processing In hy5‐215, the nucleotide g‐1117 (white letter), which is the last nucleotide in the first intron, is replaced by an a HY5‐215的突变位点与野生型相比，并没有酶切位点的变化。引物在有一个错配位点的情况下，可以产生一个新的酶切位点PsiI，从而将野生型、杂合、纯合进行区分。 Design proper primers and choose proper a enzyme by dCAPS Finder 2.0 (https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,/dcaps/dcaps.html)

HY5proF GAGAGAATATGCGAGTGAATGAC Len 22 TM 54 HY5proR TCTAAAGTCTCTTTTATGTTTTA T A Len 25 TM 50.8 PsiI: 但是，实验室并没有PsiI ，所以只能再去寻找新的内切酶。在设计的引物有2 个错配位点时，可以产生新的酶切位点，AluI 将野生型切断。 HY5-215 F CGTATCTCCTCATCGCTTTCAATAG Len 25 TM 60.0 HY5-215 R GTCCCGCTCTTTTCCTCTTTATC Len 23 TM 60.8 AluI:

生物的命名和分类

《生物的命名和分类》 班级小组姓名 第1节生物的命名和分类 一、教学目标 1．知识目标 （1）能说出生物命名的好处，知道生物命名的重要性，阐明生物的学名代表的含义。 （2）能说出俗名和学名的由来，知道俗名和学名的差异。 （3）能说出分类系统的7个阶层，知道现今生物学家所用的分类阶层系统。2．能力目标 能分辨生物的俗名和学名。比较生物的学名和人的姓名。 3．情感态度与价值观目标 （1）对周围的生物好奇及产生兴趣，对所处的环境给予关怀。 （2）认同生物的名称从多种多样到全世界统一是一个很大的进步。 二、教学重点 阐明生物的学名代表的含义。 三、教学难点 认同生物的名称从多种多样到全世界统一是一个很大的进步。 四、教学方法 观察法、讨论法、讲述法 五、教学过程 一、讨论生物的俗名活动 （1）材料准备：准备好一些学生熟悉的生物的图片，比如：马铃薯、西红柿、甘薯、月季等。 （2）活动的组织：让学生讨论平时生活中对图片上生物的叫法，并了解其他国家对这些生物的叫法。从而让学生清楚俗名存在的弊端。 （3）总结生物俗名的缺点：由于世界上国家，民族众多，语言习惯各不相同，所以同一生物的俗名也各不相同，这样造成生物名称的混乱和交流研究

的许多困难。 二、生物的学名 （1）学名创立的必要性：由于俗名存在的弊端，所以全世界的生物学家都迫切希望能有一个统一生物名称。 （2）学名的创立：18世纪，瑞典植物学家林奈提出一种生物命名法----双名法。 （3）双名法的组成：属名+种名，（用斜体拉丁文表示，第一个字母大写），就象人的姓名一样，属名相当于人的姓，种名相当于人的名。 （4）学名的优点：统一了动植物的名称，便于交流，有利于学术发展。三、生物的分类 1．尝试分类 观察课本P112页的图14-4，对图中的生物进行分类 可从生物的形态特征、生存环境、与人类的关系等不同的角度对它们进行分类。 （1）从结构形态方面：动物、植物、微生物 （2）从生存环境方面：水中的、地面上的、空中的、土壤里的 （3）与人类的关系：可食用的、可药用的、可观赏的、可使人致病的2．科学分类 为了方便研究和鉴别生物，科学家们不断地研究分析，根据生物的形态、结构、生活习性、亲缘关系将他们做了更细致的划分。目前采用的生物分类系统包括七个等级：最高的单位是界，其下依次为门、纲、目、科、属、种。种是分类的最基本单位，单位的级别越高包含的种就越多。 （1）生物分类的单位有哪些？请按从小到大的顺序进行排列（因为课本上是从大到小排列的，此处这样设计有助于学生灵活运用）。 （2）什么是分类的最基本单位？ （3）一个物种就是一个生物，这句话对吗？如果不对应该怎样理解？ 在植物园或公园里，我们经常可以看到各种不同植物的标牌，标牌上写着植物的名称，请仔细想一想，除了植物的名称，上面一般还写了分类单位中的哪一个等级？

推荐使用人类基因组变异协会关于序列变异描述的规范_刘华

·标准化与规范化· 推荐使用人类基因组变异协会关于序列变异描述的规范 刘　华　张丽玲　张　谦　刘　萍　李秀普＊　收稿日期:2010-10-18 修回日期:2011-02-28《中华医学遗传学杂志》编辑部,610041　成都市人民南路三段17号四川大学华西校区,E-m a i l:54l i u h u a@163.c o m 摘　要 目前国内科技期刊中关于遗传变异的书写比较混乱,缺乏统一的规范,本文引入国外人类基因组变异协会关于序列变异的描述规范,以期对广大读者、作者及编辑同行起指导作用。 关键词 科技期刊　变异　规范 人类基因组的遗传变异(包括突变及多态)与人类表型及疾病的发生有密不可分的关系,从而成为遗传学的研究热点。随着大量研究成果的报道,科技期刊中关于序列变异的书写不规范问题也逐渐凸显。人类基因组变异协会(H u m a n G e n o m e V a r i a t i o n S o c i e t y,H G V S)从1993年开始就致力于制定序列变异的描述规范,并发表在其协会杂志H u m a n M u t a t i o n上[1-8]。国内类似规范尚属空白,导致很多作者投稿时相关描述不正确或者书写混乱,而编辑无法及时发现并作出修改。这些不规范的描述在正式发表或者进入国内外数据库后无法快速而准确地检索到,难以达到学术交流的目的。因此,笔者认为引入H G V S关于序列变异的描述规范对我国广大读者、作者及编辑同行不无裨益。 1　一般规则 1.1　变异描述的层次 H G V S制定规范的目标是使所有的变异描述都是独一无二的,达到稳定(s t a b l e)、有意义(m e a n i n g f u l)、易记忆(m e m o r a b l e)及明确无歧义(u n e q u i v o c a l)的目的。因为所有变异发生的最终都是D N A水平的变异而引起相应R N A 或蛋白水平的变化,因为在描述变异时最基本的一条规则就是在文章中(包括题目及摘要)首次出现变异描述时,必须写出D N A水平的变异,括号后可描述相应R N A及蛋白变异情况。如,“c.78G>C(p.T r p26C y s)”。其实从描述无歧义的要求来看也很容易理解,引起相同蛋白变异的碱基组合可以有多种,如果没有D N A水平的描述很容易引起歧义。D N A变异涉及的4种碱基A G C T需大写,而R N A中a g c u需小写。蛋白水平的氨基酸推荐用3个字母的缩写,因为单字母缩写容易引起歧义(如A l a,A r g,A s n,A s p都以A字母开头,G l n,G l u,G L y以G字母开头)。当一篇文章中有几个变异时,应列表说明。分列从D N A,R N A,蛋白水平的变异明确表述,并且R N A和蛋白水平的变化应说清楚是通过实验证明还是理论推断。而当变异发生在隐性遗传疾病患者时,还应说明变异是纯合还是杂合情况。 1.2　变异描述的内容 核酸序列变异的描述包括三部分,引用的核酸序列号[或国际人类基因组织(H u m a nG e n o m e O r g a n i s a t i o n,H U G O)基因命名委员会推荐使用的基因符号]、发生变异的位置及变异类型。如,“N G007938.1:g.12083G>A”,“N G007938.1”是核酸序列接受号及版本,“g.12083”表示核酸序列中的位置,“G>A”表示原始碱基是G,突变碱基是A。而使用H U G O基因符号描述的如“G J B2:c.76A>C”。在一篇文章中,如果变异只是发生在一个序列或者基因中,在首次出现后核酸序列或者基因符号可省略,但如果文章中有不同序列或者基因发生变异,则每次描述都需写全。 1.3　变异序列的类型 当描述序列变异时,为避免混淆,需指出序列类型。g代表基因组序列,c代表编码D N A,m代表线粒体序列,r代表R N A序列,p代表蛋白序列。如,g.476A>T,c.76A>T, m.8993T>C,r.76a>u,p.L y s76A s n。 1.4　变异类型的表达 (1)D N A水平的碱基替换用符号“>”表示。 (2)符号“ ”用来界定变异碱基的范围,如,“c.76 78d e l A C T”说明编码D N A76～78位碱基(A C T)缺失。 ＊通讯作者:李秀普

线虫的EMS诱变和突变体筛选2015

线虫的EMS诱变和突变体筛选 摘要：秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，C. elegans）是一种被广泛研究的模式生物，其性状容易辨别，突变型多且容易获得。本实验用EMS诱变剂对同步化后的N2型怀卵成虫线虫进行不定向诱变，筛选出一系列的突变体，再通过对亲代突变体的子代进行进一步的筛选，筛选出F1、F2、F3突变体，最后获得性状稳定的、能够稳定遗传的突变体，可以将突变体至于-80℃保存。本次试验涉及到的生物技术有：无菌操作技术，同步化技术，EMS诱变技术，显微操作技术等。将获得的突变体与野生型作对比，可以在显微镜下观察到性状明显的突变体，将突变体转移、传代、保留，最后获得稳定的突变体。 关键词：秀丽隐杆线虫同步化EMS诱变无菌操作技术突变体 1.引言 秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，C. elegans）是一种以细菌为食，居住在土壤中，无毒无害、可以独立生存的线虫。它有如下几个特点：①其个体小，成体仅1mm长，雌雄同体全身共有959个细胞，雄性线虫全身共有1031个体细胞；②为雌雄同体：雄性个体仅占群体的0.2%，可自体受精或双性生殖；③染色体组简单：只有5对常染色体和1对性染色体；④基因组便于研究：基因组大小仅为100Mb，并且内含子少，基因密度高；⑤生活周期短且随温度变化：线虫整个的生命周期仅3天（25℃）。野生型线虫胚胎发育中细胞分裂和细胞系的形成具有高度的程序性，这样就便于对其发育进行遗传学分析。温度越高，生活周期越短；⑥有大量突变株；⑦繁殖能力强：成虫一生可产300个受精卵；⑧易于保存：可以用-80℃冰箱长期保存 线虫作为模式生物，与酵母、果蝇、斑马鱼、小鼠和拟南芥等一起，为生命科学的发展做出了极大的贡献。它与其他模式生物相比，有自身优势，如：①它只有消化系统和呼吸系统，并且肉眼可见，容易研究；②它是目前最适合大规模药物筛选的多细胞动物，③它的研究成本低：既提供了一个完整动物实验系统，又避免了小鼠模型的高价费时等。但也有其缺点，如：①线虫的神经元细胞对RNAi不敏感；②线虫没有心脏、获得性免疫系统、呼吸系统等，所以一些人类疾病无法在线虫中模拟；③鉴于线虫与人类种间距离太远，线虫的作用仍是在药物研发初期，快速粗筛，提供线索，需要再经过哺乳动物模型的“细筛”。 基于线虫的自身体积小并且结构简单的优势，国内外众多的科研机构都在以线虫作为研究材料，在RNAi、衰老、药物筛选、功能基因组学等领域进行研究。研究发现，线虫中大约有35%的基因是在人体中具有等同作用，并且有大量人类遗传疾病同源基因，只有大约58%是线虫特有的，所以，从理论上讲, 只要人类疾病的靶蛋白或调控途径是物种间保守的, 就可能利用模式生物来进行研究。 目前，已经有许多成功的线虫病理模型，如：溶酶体病，阿尔茨海默症(Alzheimer’s, AD)，多囊肾病(polycystic kidney disease)，Duchenne 肌营养不良症，过氧化物体生物合成缺陷等。 甲基磺酸乙酯，简称EMS，是一种重要的致癌物之一，生物学上可以用来创建突变体库。本实验就是将EMS作为诱变剂来获得线虫的突变体。线虫有单基因突变形成的表型，例如：运动不协调（uncoordianated，Unc）、短胖（dumpy，Dpy）、打卷（roller，Rol）等，造成这些表型的基因有很多个，分别分布于各条染色体上。这些易于观察的表型作为遗传标记，给线虫的经典遗传学实验带来了极大的便利。此外，线虫还有许多组织特异性标记的品系，如在线虫中负责协调前后运动的D型运动神经元。我们通过对排卵时期的线虫进行诱变，观察诱变后线虫突变体表形，对突变体后代进行筛选，探究影响突变型基因的显隐性，

基因文库中目的基因的筛选

基因文库中目的基因的筛选 克隆基因的方法有很多，根据研究基础的不同，可以使用以下的方法克隆目的基因： 1. PCR或RT-PCR法 2. 从基因文库中分离基因 3. 从cDNA文库中分离基因 4. 转座子标签法 5. 图位克隆法 6. 差减杂交法、扣除杂交、差异显示法 7. 人工合成法 本章中主要介绍从基因文库中筛选目的基因的几种方法。 获的目的克隆的方法有两种 1）目的基因的直接选择 2）从基因文库中筛选 称为鸟枪射击法，建立一个包含所有基因或大部分基因的克隆，从中筛选目的克隆。 一、直接选择 直接选择的基因比较少，如抗生素抗性基因。如克隆一个kan抗性基因，在R6-5质粒上含有四种抗性基因：kan, 氯霉素、链霉素、硫胺类药物，kan抗性基因存在于13个EcoRI片段中的一段中。将R6-5的片段插入pBR322的EcoRI位点中，连接混合物中将含有13个不同片段的大量重组拷贝，其中部分是kan抗性的。只有含kan的克隆才能在含有kan的培养基上正常生长。 1.1 标记援救可以扩大直接选择的范围 利用E. coli的突变系可扩展该项技术。例如要从E. coli中克隆trpA基因，编码色氨酸合成

酶，一个突变系不能合成色氨酸，只有加入色氨酸后才能存活。因此E. coli的突变体可以用来克隆trpA基因。首先从一个正常个体中提取总DNA，然后酶切，连接产生大量重组DNA分子，其中一个将携带完整的trpA基因。连接混合物用来转化缺陷型E. coli细胞，大部分转化子是缺陷型的，携带trpA的重组子将是野生型的，可以在基本培养基上生长。 1.2 标记援救的范围和限制 存在两个限制因素： 1）必须存在着目的基因的突变品系 2）需要一种只有野生型能够生长的培养基。 一般而言，标记援救适用于微生物的合成酶，可以在基本培养上选择。

生物制品命名规程

生物制品命名规程 Requirements for Terminology of Biologics 1生物制品的定义 生物制品是应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的微生物、细胞及各种动物和人源的组织和液体等生物材料制备，用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品。目前，我国人用生物制品包括细菌类疫苗（含类毒素）、病毒类疫苗、抗毒素及免疫血清、血液制品、细胞因子、体内及体外诊断制品以及其他活性制剂（包括毒素、抗原、变态反应原、单克隆抗体、重组DNA产品、抗原-抗体复合物、免疫调节剂、微生态制剂等）。 2生物制品的种类 根据各种制品的组成及用途分类如下。 2．l疫苗（Vaccines） 2．l．l细菌类疫苗（Bacterial Vaccines） 由有关细菌、螺旋体或其衍生物制成的减毒活疫苗、灭活疫苗、重组DNA疫苗、亚单位疫苗等，如卡介苗、伤寒Vi多糖疫苗、破伤风疫苗（类毒素）等。 2．1．2病毒类疫苗（Viral Vaccines） 由病毒、衣原体、立克次体或其衍生物制成的减毒活疫苗、灭活疫苗、重组DNA疫苗、亚单位疫苗等，如麻疹减毒活疫苗、重组（CHO细胞）乙型肝炎疫苗等。 2．l．3联合疫苗（Combined Vaccines） 由二种或二种以上疫苗抗原原液配制成的具有多种免疫原性的灭活疫苗或活疫苗，如百日咳、白喉、破伤风联合疫苗（DTP），麻疹、流行性腮腺炎、风疹联合疫苗（MMR）等。 2．2抗毒素及免疫血清（Antitoxin and Antisera） 由特定抗原免疫动物所得血浆制成的抗毒素或免疫血清，如破伤风抗毒素、抗狂犬病血清等，用于治疗或被动免疫预防。 2．3血液制品（Blood Products） 由健康人的血浆或特异免疫人血浆分离、提纯或由重组DNA技术制成的血浆蛋白组分或血细胞组分制品，如人血白蛋白、人免疫球蛋白、人凝血因子（天然或重组的）、红细胞浓缩物等，用于诊断、治疗或被动免疫预防。 2．4细胞因子（Cytokines）及重组DNA产品（Recombinant DNA Products） 由健康人血细胞增殖、分离、提纯或由重组DNA技术制成的多肽类或蛋白质类制剂，如干扰素（IFN）、白细胞介素（IL）、集落刺激因子（CSF）、红细胞生成素（EPO）等，用于治疗。 2·5诊断制品（Diagnostic Reagents） 2．5．l体外诊断制品 由特定抗原、抗体或有关生物物质制成的免疫诊断试剂或诊断试剂盒，如伤寒、副伤寒、变形杆菌（OX19、0X2、OXK）诊断菌液，沙门氏菌属诊断血清，HBsAg酶联免疫诊断试剂盒等，用于体外免疫诊断。 2．5．2体内诊断制品 由变态反应原或有关抗原材料制成的免疫诊断试剂，如卡介菌纯蛋白衍生物（BCG-PPD）、布氏菌纯蛋白衍生物（RB-PPD）、锡克试验毒素、单克隆抗体等，用于体内免疫诊断。

细菌菌株基因型及基因符号说明

大肠杆菌基因型及遗传符号说明 前言：实验室的一般大肠杆菌拥有4288条基因，每条基因的长度约为950bp，基因间的平均间隔为118bp（基因Ⅷ）。E.coli基因组中还包含有许多插入序列，如λ-噬菌体片段和一些其他特殊组份的片段，这些插入的片段都是由基因的水平转移和基因重组而形成的，由此表明了基因组具有它的可塑造性。 利用大肠杆菌基因组的这种特性对其进行改造，使其中的某些基因发生突变或缺失，从而给大肠杆菌带来可以观察到的变化，这种能观察到的特征叫做大肠杆菌的表现型(Phenotype)，把引起这种变化的基因构成叫做大肠杆菌的基因型（Genotype）。具有不同基因型的菌株表现出不同的特性。 分子克隆中常用的大肠杆菌及其遗传标记按Demerec等1966年提出的命名原则，采用的菌株所有的基因都假定处于野生型状态，除非在基因型上另外注明。 大肠杆菌基因型的表示方法（Demerec, et, al. 1966）： 一、一般规则： 1、根据基因产物或其作用产物的英文名称的第一个字母缩写成3个小写斜体字母来表示。例如：DNA Adenine Methylase→dam。 2、不同的基因座，其中任何一个突变所产生的表型变化可能相同，其表示方法是在3个小写斜体字母后加上一个斜体大写字母来表示区别。例如：Recombination→recA、recB、recC。 3、突变位点应通过在突变基因符号后加不同数字表示。如supE44（sup基因座E的44位突变）。如果不知道几个等位基因中哪一/几个发生了功能性突变，则用连字符“-”代替大写字母，如trp-31。 4、细菌的基因型中应该包含关于其携带的质粒或附加体的的信息。这些符号包括菌株携带的质粒或附加体、质粒或附加体上的突变基因座和突变位点。其基因符号应与基因座的表示符号明显区别，符号的第一个字母大写、不斜体并位于括号内；质粒或附加体上的突变基因座和突变位点的基因符号的表示方法与染色体上突变基因座、突变位点的符号相同。 5、对于携带附加体的菌株的完整基因型描述应包括附加体的状态（游离或整合）。以F因子为例，F-：F因子缺失；F+：自主性F因子，不携带任何遗传可识别染色体片段；F’：携带有遗传可识别细菌染色体片段的自主性F因子；Hfr：整合到染色体上的F因子（high frequency of recombination）。当这些质粒或噬菌体片段变异或缺失时，用（）”或“/”等以区别。例如：/F' [traD3 6、proAB、lac I q、lacZ　M15] 6、某个基因或某个领域缺失时，在其基因型前面加上“　”表示。例如：lac-proAB基因缺失时它的基因型表示为( 　lac-proAB)。 7、由于某种基因的变异导致大肠杆菌可以明显观察到特征变化，有时也用其表现型代替基因型进行表示。例如：某些抗药性的获得或丧失，用如下方式表示：Streptomycin抗性→Str

基因突变的教案Word版

课题《基因突变》

《基因突变和基因重组》 第一课时的教案 一、教学目标 知识方面 1.举例说明基因突变的特征和原因（B：理解） 2.说出基因突变的意义（A：了解） 能力方面 1．通过观察正常红细胞与镰刀型红细胞的结构特点，训练学生的观察和比较能力。通过发挥媒体的直观功效，培养学生的观察、探究能力。 2．通过利用学生生活经验的创设，结合新知识培养学生的类比迁移能力。 3．通过对镰刀型细胞贫血症病因的讨论分析，使学生通过“材料—比较—归纳”的方式来获得基因突变的概念并培养学生的合作交流能力。 情感态度与价值观方面 1．通过引导学生对镰刀型细胞贫血症病因的分析，让学生体验基因突变概念的形成过程。2．通过对基因突变原因及特点的逻辑论证过程，不但可以使学生懂得生物界丰富多彩的本质，还可以对学生进行辩证唯物主义的思想教育。 3．通过基因突变与生活的联系，使学生能形成关爱生命，热爱生命的态度。 二、教学重难点分析 1、教学重点： （1）基因突变的概念及特点 （2）基因突变的原因 2、教学难点 基因突变的概念和意义 三、教学设计思路 1.理论依据 （1）奥苏伯尔关于概念形成的学习理论 生物概念是人们对生物及生理现象本质特征的认识。正确的生物概念,既是生物学知识的组成部分,又为获得更系统的生物学知识奠定基础。奥苏伯尔认为学生获得概念主要有两条途径:概念形成和概念同化。概念形成:由学生从大量的同类事物或现象的不同例证中独立发现共同的本质特征,用归纳的方式抽取出一类事物的共同属性，从而获得某些概念。是获得概念的初级形式。概念同化:学生利用认知结构中原有的有关概念学习新概念的方式,是获得概念的主要形式。 生物学概念是生物学科思维的基本单位，是组成生物学学科知识的基本单位，概念教学是中学生物教学的主要内容。《基因突变和基因重组》这节课中的基因突变和基因重组就是遗传学中的两个重要概念，概念的形成是从感性认识上升到理性知识，将外部言语转化成内部言语的思维过程，所以在教学过程中要给学生提供丰富的感性材料，以进行观察、比较以及联系实际唤起学生原有的知识经验和生活体验学习，为进一步对原型的抽象和概括提供条件。由于学生头脑中没有用以同化基因突变这个新概念的相关知识，所以本节课关于基因突变的概念教学采用以概念形成方式进行教学。 （2）建构主义学习理论

科创-突变体鉴定

项目编号 东北农业大学大学生科技创新基金 申请书 项目名称：拟南芥AtbZIP1转录因子基因At5g49540 的突变体鉴定 项目主持人：李松 所在学院：生命科学学院 研究起止时间：2008年11月1日至2009年11月1日 东北农业大学教务处制

项目名称 拟南芥AtbZIP1转录因子基因At5g49540 的突变体鉴定 研究起止时间2008.11~2009.11 申请金额1000元 项目主持人 姓名李松学号A09060068所在学院生命科学学院所学专业生物技术学生类别二年级年级班级生物技术 指导教师 （1） 姓名才华职称讲师 所在学院生命科学学院研究领域植物基因工程 指导教师 （2） 姓名纪巍职称助教 所在学院生命科学学院研究领域植物基因工程 项目组成员姓名刘维学号A0960072 专业班级生技062 姓名肖松学号A09060086 专业班级生技062 姓名王鹏姬学号A09060080 专业班级生技062 姓名卢清瑶学号A09060073 专业班级生技062

一、项研究的目的意义、国内外研究概况、主要创新之处 1．研究的目的意义 基因功能的主要研究方法包括：(1)克隆相关基因，进行异体超表达研究(Meyer 等2000，2004；Schulze等2003); (2)利用T-DNA插入突变技术，获得目的基因敲出突变体(Bouche 和Bouchez 2001；Parinov和Sundaresan 2000)，再通过筛选出的纯合突变体，研究目的基因的功能(Meyer等2004)。与前者相比，后者具有许多优势(Meyer 等2004)，已成为反向遗传学研究的主要手段(Bouche和Bouchez 2001；Parinov和Sundaresan 2000)。 bZIP类转录因子普遍存在于动植物及微生物中，是植物中一类很大的转录因子家族，在拟南芥中就有75个家族成员，在植物生长发育以及抗逆境胁迫的过程中起到重要的作用。本研究利用已购买的拟南芥AtbZIP1基因的突变体作为实验材料，利用“三引物法”在DNA水平上对突变体进行插入纯合鉴定；在此基础上，对插入纯合的突变体，提取其RNA并进行RT-PCR，在RNA水平上鉴定T-DNA插入是否抑制了AtbZIP1基因的表达，最终获得不表达AtbZIP1基因的拟南芥突变体。本研究可为利用突变体进行功能互补研究AtbZIP1基因的功能提供突变体材料，进而为研究AtbZIP1转录因子在植物生长发育以及抗逆境胁迫的过程中所起的作用奠定基础。 2．国内外研究概况 1)突变体鉴定的方法的研究现状 反向遗传学研究的首要条件是获得大量基因敲除突变体，建立一套快速、可靠的T-DNA插入突变体鉴定方法对其进行鉴定很重要。目前，鉴定方法主要有2种(https://www.wendangku.net/doc/9e18374207.html,/tdnaprimers.html): “三引物法”和“双引物法”。 “三引物法”的原理如图1 所示，即采用三引物(LP、RP、LB)进行PCR 扩增。野生型植株(wild type, WT)目的基因的两条染色体上均未发生T-DNA 插入，所以其PCR 产物仅有1 种，分子量即从LP到RP的大小; 纯合突变体植株(homozygous lines, HM)目的基因的两条染色体上均发生T-DNA 插入，而T-DNA 本身的长度约为17 kb，过长的模板会阻抑目的基因特异扩增产物的形成，所以也只能得到1种以LB与LP (或RP)为引物进行扩增的产物，分子量即从LP 或RP 到T-DNA 插入位点的片段的长度再加上从LB 到T-DNA载体左边界的片段的长度;杂合突变体植株(heterozygous lines, HZ)只在目的基因的一条染色体上发生了T-DNA 插入，所以PCR 扩增后可同时得到

基因突变习题

1 、基因突变常发生在细胞周期的 A ：分裂间期 B ：分裂期前期 C ：分裂期后期 D ：在分裂期的各个时期都有可能 请选择答案： A:B:C:D: 2 、下列基因突变叙述中正确的是[ ] ①基因突变包括自然突变和诱发突变 ②在DNA复制中，碱基排列顺序发生差异，从而改变了遗传信息，产生基因突变 ③基因突变一般对生物是有害的，但是，也有的基因突变是有利的 ④基因自由组合使生物产生新基因 A ：A．①②③④ B ：B．①②③ C ：C．①②④ D ：D．②③④ 请选择答案： A:B:C:D: 3 、在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是 A ：杂交育种 B ：诱变育种 C ：单倍体育种 D ：多倍体育种 请选择答案： A:B:C:D: 4 、通过人工诱变培育的新类型是 A ：无籽番茄 B ：矮秆抗锈病小麦 C ：无籽西瓜 D ：青霉素高产菌株 请选择答案： A:B:C:D: 5 、下列叙述中，不属于诱变育种优点的是 A ：可以提高变异的频率 B ：育种年限显著缩短 C ：大幅度改良某些性状 D ：需大量处理供试材料 请选择答案： A:B:C:D:

6 、下列人类疾病中不是由基因突变引起的是 A ：白化病 B ：血友病 C ：侏儒症 D ：镰刀型盆血症 请选择答案： A:B:C:D: 7 、下列各项中可能产生新基因的是 A ：用离体花药培养玉米植株 B ：用秋水仙素得到三倍体西瓜 C ：通过杂交培养抗病小麦品种 D ：用X射线处理青霉素菌种 请选择答案： A:B:C:D: 8 、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自 A ：基因突变 B ：基因重组 C ：环境影响 D ：染色体变异 请选择答案： A:B:C:D: 9 、杂交育种依据的主要遗传学原理是 A ：染色体变异 B ：基因连锁互换 C ：基因自由组合 D ：基因突变 请选择答案： A:B:C:D: 10 、进行无性生殖的生物，可遗传的变异来源是 A ：基因重组和基因突变 B ：基因重组、基因突变、染色体变异 C ：基因突变、染色体变异 D ：基因重组、染色体变异 请选择答案： A:B:C:D: 11 、在育种实验中，将纸袋套在花上的目的是 A ：保持开花的温度和水分 B ：防止花粉成熟后散失 C ：防止自花传粉 D ：防止外来花粉的干扰 请选择答案： A:B:C:D: 12 、

细菌的分类与命名微生物命名规则

细菌的分类与命名 细菌分类学 细菌分类学（taxonomy）是指对细菌进行分类、命名与鉴定的一门学科。它的任务是在全面了解细菌的生物学特征的基础上，研究它们的种类，探索其起源、演化以及与其他类群之间的亲缘关系，进而提出能反映自然发展的分类系统，并将细菌加以分门别类。它包括三个方面：分类（classification）、命名（nomenclature）和鉴定（identification）。 一、基本概念 1.细菌分类是根据每种细菌各自的特征，并按照它们的亲缘关系分门别 类，以不同等级编排成系统。分类有两种：①以细菌的形态和生理生化特性为依据的表型特征分类法，包括有传统分类法（classical classification）和数值分类法(numerical classification)；②用化学分析和核酸分析，以细菌大分子物质（核酸、蛋白质）结构的同源程度进行分类称种系分类（phylogenetic classification）或自然分类（natural classfication）。 2.细菌命名在分类基础上，给予每种细菌一个科学名称，使之在生产实践、临床实践和科学研究工作中相互交流成为可能。按照细菌命名的法规，能保证所有的科研工作者以同样方式给予细菌命名。 3.细菌鉴定将未知细菌按分类原则放入系统中某一适当位置和已知细菌比较其相似性，用对比分析方法确定细菌的分类地位。若与已知细菌相同即采用已知菌的名称，不同者则按命名原则确定一个新名称。 二、分类等级

细菌的分类等级和其他生物相同，依次为界（kingdom）、门（division）、纲（class）、目（order）、科（family）、属（genus）、种（species）。细菌属于原核生物界（procaryotae），包括有细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体和螺旋体。 分类等级拉丁字尾比较固定，表示方法如下：目-ales、亚目-ineae、科-aceae、亚科-oideaae、族-eae、亚族-inae。 种是细菌分类的基本单位，将生物学性状基本相同的细菌群体归成一个菌种；性状相近、关系密切的若干菌种组成一个菌属；相近的属归为一科；依次类推。在两个等级之间，可添加次要的分类单位，如亚门、亚纲、亚属和亚种等。群和组不是正式分类等级，是泛指具有某种共同特性的某个集体，任何等级都可借用。 同一菌种的各个细菌，在某些方面仍有一定的差异，可再分成亚种（subspecies），亚种以下的分类等级为型（type），以区别某些特殊的特征。例如抗原结构不同而分的血清型（serotype）；对噬菌体敏感性不同的噬菌体型（phagetype）；对细菌素敏感性不同的细菌素型（bacteriocin-type），生化反应和某些生物学性状不同的生物型（biotype）。 由不同来源分离的同一种、同一亚种或同一型的细菌，称为株（strain）。株的建立是从一次单独分离物的单个原始菌落传代的纯培养物，例如从10个肺结核患者的痰液中分离出的10株结核分枝杆菌。具有某种细菌典型特征的菌株称为模式菌（typical strain）或标准菌株（standard strain），它是该种菌株的参比菌株。在细菌的分类、鉴定和命名时以模式菌为依据，也可作为质量控制的标准。