一種兒童個性化教育基因檢測晶片及其檢測方法

2023-04-23 11:08:06 1

專利名稱：一種兒童個性化教育基因檢測晶片及其檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種基因晶片，尤其涉及一種兒童個性化教育基因檢測晶片及其檢測方法。
背景技術：
通過比較同卵雙生和異卵雙生孿生子的研究表明，人體的生長發育以及大腦各部分功能的發展與完善受到遺傳因素和環境因素的影響和制約，其中大約30-60%受遺傳因
素的影響。常言道十年樹木、百年樹人。如何科學的培養孩子，在真正意義上實現因材施教， 不但是每個家長的責任，也是整個社會的責任。教育孩子是一個長期的過程，而培養孩子的最佳時期是0 18歲，而0 6歲時是養孩子最關鍵的時期。所以，成功培養一個孩子成才的四大關鍵因素一是起點，二是方向，三是環境，四是希望。這裡面的每一個因素，家長與老師要想做到有完全的把握，其實都離不開對遺傳優勢基因的測量，這就是對兒童天賦基因(即兒童個性化教育基因)檢測現實意義的理解。因此，需要利用基因晶片技術開發一種檢測兒童個性化教育基因的基因晶片，以深入了解兒童的潛在能力問題，提早預測兒童在成長過中可能遇到的問題包括心理上的問題，避免盲目地培養孩子，有針對性地對孩子進行人生職業規劃。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種兒童個性化教育基因檢測晶片，能夠深入了解兒童的潛在能力問題，提早預測兒童在成長過中可能遇到的問題包括心理上的問題，避免盲目地培養孩子，有針對性地對孩子進行人生職業規劃。為此，本發明還要提供應用該晶片檢測兒童個性化教育基因的方法。為了解決上述技術問題，本發明通過如下技術方案實現在本發明的一個方面，提供了一種兒童個性化教育基因檢測晶片，包括固相載體和探針，所述探針與待測兒童個性化教育相關基因的核苷酸序列和/或其互補序列進行雜交，所述待測兒童個性化教育相關基因包括CHRM2，COMT, TPH2，ABCGl, MAOA, GSTP, MYOC, BDNF, ACTN3, ALDH2, L印tin，EAAT2, apoE, HTR2A, SNAP-25，D4DR, ADRB2, SLC6A2, mstn 基因。本發明中所述固相載體可選用領域周知的載體，只要所述載體與所述反應物相容，不會影響檢測結果就可以。優選的，本發明所述固相載體選材為玻片、矽片、硝酸纖維素膜、尼龍膜和高分子材料中的一種或它們的任意組合。所述探針可以是DNA、RNA、DNA-RNA嵌合體、PNA或其衍生物。所述探針的長度沒有限制，只要能完成與目的核苷酸序列特異性結合。由於不同的探針長度對雜交效率、信號特異性有不同的影響，所述探針的長度通常至少是14個鹼基對，最長一般不超過30個鹼基對，與目的核苷酸序列互補的長度以15-25個鹼基對之間的為最佳。所述探針的自身互補序列最好少於6個鹼基對，以免影響雜交效率。本發明基因晶片的探針為DNA，包括(1)與待測 CHRM2 基因雜交的(a) SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 8 所示序列，(b) SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 8所示序列的互補鏈，(c)與SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 8所示序列有至少70%同源性的序列；(2)與待測 COMT 基因雜交的(a) SEQ ID NO 9 SEQ ID NO 10 所示序列，(b) SEQ ID NO 9 SEQ ID NO 10所示序列的互補鏈，(c)與SEQ ID NO 9 SEQ ID NO 10所示序列有至少70%同源性的序列；(3)與待測 TPH2 基因雜交的(a) SEQ ID NO :11 SEQ ID N0:14 所示序列，(b) SEQ IDN0:11 SEQ ID NO :14所示序列所示序列的互補鏈，(c)與SEQ ID N0:11 SEQ ID NO 14所示序列所示序列有至少70%同源性的序列；(4)與待測 ABCGl 基因雜交的(a) SEQ ID NO :15 SEQ ID NO 18 所示序列，(b) SEQ IDNO 15 SEQ ID NO 18 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 15 SEQ ID NO 18 所示序列有至少70%同源性的序列；(5)與待測 MAOA 基因雜交的(a) SEQ ID NO :19 SEQ ID NO :20 所示序列，(b) SEQ IDNO 19 SEQ ID NO 20 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 19 SEQ ID NO 20 所示序列有至少70%同源性的序列；(6)與待測 GSTP 基因雜交的(a) SEQ ID NO :21 SEQ ID N0:22 所示序列，(b) SEQ IDNO 21 SEQ ID NO 22 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 21 SEQ ID NO 22 所示序列有至少70%同源性的序列；(7)與待測 MYOC 基因雜交的(a) SEQ ID NO :23 SEQ ID N0:26 所示序列，(b) SEQ IDNO 23 SEQ ID NO 26 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 23 SEQ ID NO 26 所示序列有至少70%同源性的序列；(8)與待測 BDNF 基因雜交的(a) SEQ ID NO :27 SEQ ID NO :28 所示序列，(b) SEQ IDNO 27 SEQ ID NO 28 所示序列 8 的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 27 SEQ ID NO 28所示序列有至少70%同源性的序列；(9)與待測 ACTN3 基因雜交的(a) SEQ ID NO :29 SEQ ID NO 30 所示序列，(b) SEQ IDNO 29 SEQ ID NO 30 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 29 SEQ ID NO 30 所示序列有至少70%同源性的序列；(10)與待測 ALDH2 基因雜交的(a) SEQ ID NO :31 SEQ ID NO 32 所示序列，(b) SEQ IDNO 31 SEQ ID NO 32 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 31 SEQ ID NO 32 所示序列有至少70%同源性的序列；(11)與待測L印tin基因雜交的(a) SEQ ID NO :33 SEQ ID NO :34所示序列，(b) SEQ IDNO 33 SEQ ID NO 34 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 33 SEQ ID NO 34 所示序列有至少70%同源性的序列；(12)與待測 EAAT2 基因雜交的(a) SEQ ID NO :35 SEQ ID NO 36 所示序列，(b) SEQ IDNO 35 SEQ ID NO 36 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 35 SEQ ID NO 36 所示序列有至少70%同源性的序列；(13)與待測 apoE 基因雜交的(a) SEQ ID NO :37 SEQ ID NO 38 所示序列，(b)SEQ IDNO 37 SEQ ID NO 38 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 37 SEQ ID NO 38 所示序列有至少70%同源性的序列；(14)與待測 HTR2A 基因雜交的(a) SEQ ID NO :39 所示序列，(b) SEQ ID NO 39 所示序列的互補鏈，(c)與SEQ ID NO :39所示序列有至少70%同源性的序列；(15)與待測 SNAP-25 基因雜交的(a) SEQ ID NO :40 SEQ ID NO 41 所示序列， (b) SEQID NO 40 SEQ ID NO 41 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 40 SEQ ID NO 41所示序列有至少70%同源性的序列；(16)與待測 D4DR 基因雜交的(a) SEQ ID NO :42 SEQ ID NO 43 所示序列，(b) SEQ IDNO 42 SEQ ID NO 43 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 42 SEQ ID NO 43 所示序列有至少70%同源性的序列；(17)與待測 ADRB2 基因雜交的(a) SEQ ID NO :44 SEQ ID NO 45 所示序列，(b) SEQ IDNO 44 SEQ ID NO 45 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 44 SEQ ID NO 45 所示序列有至少70%同源性的序列；(18)與待測 SLC6A2基因雜交的(a) SEQ ID NO :46 SEQ ID NO :47所示序列，(b) SEQ IDNO 46 SEQ ID NO 47 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 46 SEQ ID NO 47 所示序列有至少70%同源性的序列；(19)與待測 mstn 基因雜交的(a) SEQ ID NO :48 SEQ ID NO 49 所示序列，(b) SEQ IDNO 48 SEQ ID NO 49 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 48 SEQ ID NO 49 所示序列有至少70%同源性的序列。優選的，本發明基因晶片的探針選自SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 49所示序列。所述探針可通過連接臂固定於固相載體上。連接臂可以為探針形成雙鏈的部分提供一個自由的空間以減少空間位阻，有助於雜交反應的進行[Afanassiev V,HanemannV, Wolfl S. Preparation of DNA and protein micro arrays on glass slides coated with an agarose film. Nucleic Acids Res. 2000,28 :e66 ；USA Patent No. 5556752]。連接臂越長，雜交效率越高。典型的連接臂包括15 30個功能基團長度。連接臂可以選用適當形式的功能基團，如Poly T(A、C或G)、C原子或聚乙烯乙二醇與Poly T(A、C或G)的嵌合體、聚乙醇、聚酷、聚氨、聚硫酸酷和其組合物。所述探針或連接臂通過連接分子固定於固相載體上。探針固定到載體上可以通過 C-C鍵實現，例如，聚三氟氯乙烯表面；或更好的用矽氧烷鍵(玻璃或二氧化矽作支持物時使用)。矽氧烷鍵鍵合可以通過支持物和連接分子的三氯甲矽烷基或三烷氧基甲矽烷基等基團反應完成。氨基烷基矽烷、輕基烷基矽烷、2—輕乙基一氨丙基三乙氧基矽烷、輕乙基一氨丙基三乙氧基矽烷或輕丙基三乙氧基矽烷都是很有用的表面吸附基團。所述探針可以被修飾，修飾方法可以是5』 -NH2修飾、5』 -SH修飾、5』 -Poly T(A、C 或G)修飾、5』-生物素修飾、3』-NH2修飾、3』-SH修飾、3』-Poly T(A、C或G)修飾和3』-生物素修飾等。所述探針可以有一條或幾條，甚至全部都是經過標記的，所述標記包括螢光素標記、生物素標記、放射性元素標記、酶標記和螢光共振能量轉移標記。在本發明的另一方面，提供了一種兒童個性化教育基因檢測晶片的檢測方法，包括如下步驟
1)提取受檢者樣本DNA ；2)設計多重PCR引物及SNP特異性探針，PCR引物具有SEQ ID NO :50_SEQ ID NO: 99所示序列，SNP特異性探針具有SEQ ID NO I-SEQ ID NO 49所示序列；3)對樣本DNA進行目的基因的PCR擴增、純化、片段化及螢光素標記，所述目的基因包括 CHRM2, COMT, TPH2, ABCGl, MAOA, GSTP, MYOC, BDNF, ACTN3, ALDH2, Leptin, EAAT2, apoE, HTR2A, SNAP-25, D4DR, ADRB2, SLC6A2, mstn 基因；該 PCR 擴增所用的引物具有 SEQID NO :50-SEQ ID NO :99所示序列的核苷酸鏈或其互補鏈；4)螢光素標記的PCR產物進行基因晶片雜交，檢測目的基因的SNP位點。所述步驟3)中的CHRM2基因的引物是SEQ ID NO 50 57所示序列的引物，COMT 基因的引物是SEQ ID NO :58 59所示序列的引物，TPH2基因的引物是SEQ ID NO :60 63所示序列的引物，ABCGl基因的引物是SEQ ID NO 64 67所示序列的引物，MAOA基因的引物是SEQ IDNO 68 69所示序列的引物，GSTP基因的引物是SEQ ID NO 70 71所示序列的引物，MYOC基因的引物是SEQ ID NO -J2 75所示序列的引物，BDNF基因的引物是SEQ ID NO 76 77所示序列的引物，ACTN3基因的引物是SEQ ID NO 78 79所示序列的引物，ALDH2基因的引物是SEQ ID NO 80 81所示序列的引物，Leptin基因的引物是SEQ ID NO 82 83所示序列的引物，EAAT2基因的引物是SEQ ID NO 84 85所示序列的引物，apoE基因的引物是SEQ ID NO 86 87所示序列的引物，HTR2A基因的引物是 SEQ ID NO 88 89所示序列的引物，SNAP-25基因的引物是SEQ ID NO 90 91所示序列的引物，D4DR基因的引物是SEQ ID NO 92 93所示序列的引物，ADRB2基因的引物是 SEQ ID NO 94 95所示序列的引物，SLC6A2基因的引物是SEQID NO 96 97所示序列的引物，mstn基因的引物是SEQ ID NO :98 99所示序列的引物。所述步驟3)中的片段化是將純化的PCR產物經測定濃度後，用DNase I進行片段化；所述螢光素標記是將片段化PCR產物利用脫氧核苷酸轉移酶在3』末端進行螢光素標記。所述步驟4)基因晶片的製備是將預先設計併合成好的探針通過接觸式點樣或噴墨式點樣點載到玻片或矽片材質的固相載體片基上，其中，探針是SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 49所示序列的DNA探針。所述步驟3)目的基因的SNP位點包括CHRM2基因的rs3M650_T、rs324650_A、 rs2350780-G、rs2350780_A、rs2061174_G、rs2061174_A、rs8191992_T、rs8191992-A 位點，COMT 基因的 rs4680-G、rs4680_A 位點，TPH2 基因的 rs4570625_G、rs4570625_T、 rs4341581-G、rs4341581-T 位點，ABCGl 基因的 rs225374_C、rs225374_G、rs914189_C、 rs914189-G 位點，MAOA 基因的 rs6323_G、rs6323_T 位點，GSTP 基因的 rsl695_A、rsl695_G 位點，MYOC 基因的 rs2421853-G、rs2421853_A、rs235858_G、rs235858-A 位點，BDNF 基因的 rs6^5-C、rs6265-T 位點，ACTN3 基因的 rsl815739_C、rsl815739-T 位點，ALDH2 基因的rs671-G、rs671-A位點，L印tin基因的L印tinAl、LeptinGl位點，EAAT2基因的-180A、-180C 位點，apoE 基因的 112Cys、112Arg 位點，HTR2A 基因的 rs927544 位點， SNAP-25基因的rs363039位點，D4DR基因的rsl800955位點，ADRB2基因的Argl6Gly位點， SLC6A2基因的rs2MM46位點，mstn基因的rs3791786位點。本發明中的易感基因和SNP位點的理論依據
人的性格可劃分為獵奇性(Novelty4eeking，NS)、躲避傷害性(Harm-Avoidance， HA)和獎賞依賴性(Reward-D印endence，RD)，分別與多巴胺(DA)神經遞質、5-羥色胺 (5-HT)神經遞質和去甲腎上腺素(NA)神經遞質有關。多巴胺主要與大腦的情慾和感覺有關，傳遞興奮及快樂的信息，也與上癮有關。腦部多巴胺含量多，人會變得極富好奇心，愛冒險，積極進取。愛情其實就是腦裡產生大量多巴胺作用的結果。所以，吸菸和吸毒都可以增加多巴胺的分泌，使上癮者感到開心及興奮。若多巴胺較少時，便會導致優柔寡斷而冷漠的個性，缺乏啟動力和積極性。5-羥色胺可以直接影響人的心理功能和生理功能，比如人的喜怒哀樂、睡眠、食慾等。血液中5-羥色胺水平低，兒茶酚胺濃度較高的人脾氣容易急躁，性格比常人剛強、倔犟，遇事好衝動。反之，血液中5-羥色胺濃度較高，兒茶酚胺濃度偏低的人性情比常人溫和，遇事較冷靜，不易產生急躁情緒。與這些神經遞質相關基因的遺傳變異在不同程度上影響了個體的人格。大腦是一切心理活動的物質基礎，大腦結構發育差異不僅影響個體的智商，同時也影響個體的人格。如BDNF基因參與與大腦海馬發育，低BDNF活性的個體比正常人的大腦海馬的體積要小11%，從而影響部分記憶功能，並與焦慮、抑鬱等相關。MYOC是一種細胞骨架蛋白，參與纖毛樣神經上皮(如光感受器)的形態發生，分布於眼部組織和眼外的肌肉組織。MYOC基因突變與青光眼近視相關。ALDH2是酒精代謝中間產物乙醛的關鍵酶。ALDH2功能缺乏者，由於不能有效代謝乙醛，致使乙醛在體內堆積，使個體產生心跳加速、臉紅和嘔吐等不適症狀，而ALDH2功能正常者，沒有這種現象，而且比較善飲。人體對這些毒素的解毒代謝能力存在很大的差異， 造成一些致癌物在不同個體的活性差異達數十倍，因此對致癌物引起的腫瘤存在著遺傳易感性。代謝酶基因缺陷者，由於體內沒有解毒酶，不能有效地對致癌物質進行解毒，因此對香菸的致癌物質最為敏感，是吸菸的高風險人群。ACTN3基因編碼α輔肌動蛋白(ACTN3)，ACTN3表明機體產生快速力量的能力。在對澳大利亞體育學院國際級運動員的調查研究中發現，18%正常人缺乏ACTN3，M%長跑等耐力項目的運動員缺乏ACTN3，而在短跑和舉重等爆發力項目的運動員中，只有6 %的運動員缺乏ACTN3，特別是爆發力項目的女運動員中，均含有ACTN3。在爆發力項目中，如果運動員缺乏ACTN3，在接受的訓練質量相同的情況下，他們可以接近最好的運動成績，但始終不能達到最好。因此，根據運動員的遺傳因素，制定更為合理的訓練項目，有利於提高運動成績。D4DR基因(多巴胺受體D4，dopamine receptor D4)位於第11號染色體上。它所製造的產物是大腦中重要的神經遞質——多巴胺的受體的D4亞基。該亞基是一些治療神經疾病(如帕金森症)藥物的作用靶點。同時，該基因中一段重複序列的長短與人的行為表現息息相關。攜帶有該基因長重複序列的人相較於普通人而言，表現出好奇心強，過度活躍，多動，注意力不夠集中等等。故DRD4基因說明的是人對外界事物好奇程度的特徵。單胺氧化酶A基因(monoamine oxidase Α，ΜΑ0Α)，位於人的性染色體X上。這個基因的主要作用是編碼合成單胺氧化酶A——1種能降解神經遞質的酶。比如它能降解大腦中的多巴胺、去甲腎上腺素和5-羥色胺等物質。一旦這個基因發生了突變，則製造單胺氧化酶A的能力就會下降，一些多餘的神經遞質得不到降解，會逐漸堆積起來，影響到了人的思維、性格乃至行為表現。因此，MAOA是與人格相關密切的基因之一。
血清素是人體中一種非常重要的激素和神經遞質。而TPH2這個基因(色氨酸羥化酶2，tryptophan hydroxylase 2)編碼製造的蛋白正是血清素的催化合成酶之一，並且主要在大腦中表達。該基因位於第12號染色體上，其突變可導致產物色氨酸羥化酶2的缺陷，進而導致血清素的製造能力下降，使得人偏向表現出悲觀、抑鬱等情緒。神經遞質之一的乙醯膽鹼(acetylcholine)影響著中樞神經系統中的神經細胞。會對乙醯膽鹼作出反應的神經細胞叫做膽鹼能神經細胞(cholinergic neuron)，這類細胞在調控大腦生理活動的眾多方面都起著重要作用。CHRM2(毒蕈鹼樣膽鹼能受體2， cholinergicreceptor,muscarinic 2)基因位於第7號染色體上，表達一種乙醯膽鹼受體， 參與到了突觸信號轉導、神經元興奮性等過程。CHRM2受體的激活還會改變大腦中的慢β 波和δ波，這些腦電波與認知功能(如決策和注意力)有關。CHRM2基因中某些位點的單鹼基多態性影響到了大腦較高級的認知過程。因此，該基因是與人智商相關密切的基因之
οCOMT基因位於第22號染色體上，編碼合成的酶的作用是降解兒茶酚胺。兒茶酚胺是一種含有兒茶酚和胺基的神經類物質，包括去甲腎上腺素(NAd)、腎上腺素(Ad)和多巴胺(DA)。在人的神經系統中，它們都是很重要的神經遞質，是神經細胞之間交換信息的紐帶與橋梁。當然，一些兒茶酚胺類神經遞質在完成了自己的使命後就失去了作用，這就需要 COMT基因的產物——兒茶酚胺氧位甲基轉移酶來加以降解，避免在體內堆積形成大量無用的垃圾，維持體內物質代謝的平衡。由於基因突變的存在，使得不同人之間兒茶酚胺氧位甲基轉移酶的活性不同，對神經信號轉導的調控就存在著差異，進而影響到了大腦的思考能力。所以，在分子水平上檢測人的智商時不能不考慮COMT基因的因素。本發明的有益效果在於1、從生物學角度解決了孩子的遺傳學特性問題，是從基因層面了解一個人潛在能力問題，而不是停留在觀察層面或表象層面，是非常具有前瞻性與指導性作用的，是在規劃人生過程中運用普通方法目前無可替代的，這對於教師是一種難得的量才工具，對於家長， 是一個盞如何培養孩子未來通向成功之路的指路明燈。2、從生物學角度充分理解孩子的各種行為與表現，尤其是在大人看來非常擔心的問題，可能反而是孩子未來成才的一種必要特質。比如孩子有點野性，敢於冒險，經常做些普通孩子不敢做的事情。如何正確發現並培養這樣的孩子呢？只需要對孩子的遺傳基因進行全面分析，尤其是組合分析，就可以發現孩子這種行為屬於未來哪種職業特徵所需要的， 就可以朝著這個方向進行培養教育，把原本看來是缺點的問題一下就可以轉化成優點。3、從生物學角度能夠提早預測孩子在成長過中種可能遇到的問題包括心裡上的問題，有些問題哪怕是在您孩子身上出現一次就有可能造成孩子的終身遺憾或無可挽回的悲劇發生，通過兒童天賦基因檢測就可以儘量避免這樣的遺憾或悲劇發生。比如孩子有早戀加多情加抑鬱遺傳基因，家長與老師就需要在孩子快十二歲時作好準備，採取必要的方式進行幹預，包括營養、藥物以及教育等方式，就可以避免孩子在身體發育期受到身體性激素的影響造成學習、家庭以及人際關係乃至社會問題。4、從生物學角度避免盲目地培養孩子，盲目地培養孩子只會給孩子造成身心方面的很大壓力。檢測孩子天賦後，就可以採樣培養林木的方法對樹枝進行修剪，盡最大努力來減輕孩子的各種學習負擔與身心壓力。因為人的精力是有限的，而學業是無止境的，一個人只要在他最優勢的方面得到最大發揮，那他就有可能有與眾不同的作為。如孩子發現有耐力加技巧遺傳優勢基因，他就可以選擇如體操、長跑、球類等運動項目從小進行嚴格訓練並經常鼓勵孩子參加運動競賽，不必要強迫孩子參加其它各種各樣的培訓班等。只有這樣，孩子一定會在體育競技方面有所成就。5、從生物學角度對孩子進行人生職業規劃，為孩子將來有一天走出社會選擇職業作好了充分的準備，包括知識、技能、思想、能力等方面的準備。比如，如果孩子具有生物學從政優勢，那就必須在大學為入黨、參加公務員考試、接觸我國政治思想體制與人事制度等方面的人與事做許多方面的必要準備，提前為孩子有一天從政打下基礎。


圖1是實施例5中多重PCR擴增後的電泳檢測結果圖；圖2是實施例5中PCR產物片段化後的電泳檢測結果圖；圖3是實施例5中檢測晶片雜交結果圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，通常按常規條件，例如Sambrook等人，分子克隆實驗室手冊(New York =Cold Spring Harbor LaboratoryPress，1989)中所述條件，或按製造廠商所建議的條件。實施例1.樣本DNA的提取(1)從受檢者樣本(健康兒童)抗凝外周血中利用Qiagen FlexiGene DNA Kit (基因組DNA純化試劑盒)(51206)(該試劑盒購自Qiagen公司)抽提基因組DNA(19個目的基因為:CHRM2, COMT, TPH2, ABCGl，MAOA, GSTP, MYOC, BDNF, ACTN3, ALDH2, Leptin, EAAT2, apoE，HTR2A，SNAP-25，D4DR，ADRB2，SLC6A2，mstn 基因)。具體方法為向 300 μ 1 血液樣本中加入750 μ 1 Buffer !7Gl，上下顛倒5次使其混勻。接著在12，OOOrpm轉速下離心lmin。 離心後倒掉上層清液，再加入150 μ 1 Buffer TO2及1. 5μ 1蛋白酶溶液，立即振蕩，直至沉澱完全溶解。接下來離心3 5s，然後65°C水浴5min。當溶液從紅色變為橄欖綠色後，加入150 μ 1 100%異丙醇，上下充分顛倒離心管，使其混合，直至DNA析出，呈肉眼可見的線狀或塊狀。然後在12，OOOrpm轉速下離心;3min。離心後倒掉上層清液，再加入150 μ 1 70% 乙醇，並振蕩k。接著重新在12，OOOrpm轉速下離心;3min，離心後倒掉上層清液，自然風乾沉澱，直至所有的液體都蒸發掉。最後向離心管中加入200 μ 1 Buffer TO3，振蕩5s，然後 65°C水浴lOmin，使DNA溶解。(2)使用ND-1000核酸濃度分析儀對所抽提的DNA定量。DNA工作液濃度校正至 IOng/ μ 1，置於-20°C冰箱保存。實施例2.設計PCR (聚合酶鏈反應)所用引物及探針序列針對SNP位點利用www. autoprimer. com設計多重PCR(聚合酶鏈反應)引物與 SNP特異性探針(見表1)。表 1基因 SNP探針
CHRM2 rs324650-TATTTCCACAATATTACAC
(SEQ ID N0:1) 。…ΛATTTCCACTATATTACAC
…24650—A(SEQ ID N0:2)
CHRM2 rs2350780-GCTGCTGGACGTACAAGA
(SEQ ID NO:3)。。「……ΛCTGCTGGATGTACAAGA
rs2350780—A(SEQ ID N0:4)
CHRM2 rs2061174-GCTGATGCACGAGAATAG
(SEQ ID NO:5)
ΛCTGATGCATGAGAATAG
rs2061174—A(SEQ ID N0:6)
CHRM2 rs8l9l992-TATTGTAGAATCAGAAGC
(SEQ ID NO:7)
引物
TACATGTCTTCTCTGTCACTGG
(SEQ ID NO:50) CTCACAATAGCCCTGAAAAGAATGAC
(SEQ ID N0:5l) TGGAGATGTCATGAAAGATTTGC
(SEQ ID NO:52) AATGCTAAAGTATTGAGGTGGTATT
(SEQ ID NO:53) AGCCTAGGTTCTTAAGTTCTGCAT
(SEQ ID NO:54) ACCCAAATAGACATCTTGCTCTGAGT
(SEQ ID NO:55) ACAAAACGTGCAATTCAGGAG (SEQ ID NO:56)
COMT
TPH2
TPH2
ABCGl
ABCGl
MAOA
GSTF
MYOC
MYOC
BDNF
ACTN3
ALDH2
rs8191992-A
rs4680-G
rs4680-A
rs4570625-G
rs4570625-T
rs4341581-G
rs4341581-T
rs225374-C
rs225374-G
rs914189-C
rs914189-G
rs6323-G
rs6323-T
rsl695-A
rsl695-G
rs2421853-G
rs2421853-A
rs235858-G
rs235858-A
rs6265-C
rs6265-T
rsl815739-C
rsl815739-T
rs671-G
rs671-A
Leptin LeptinAl
ATTGTAGATTCAGAAGC
(SEQ TD NO:8) GTCCTTCACGCCAGCGA
(SEQ ID N0:9) GTCCTTCATGCCAGCGA
(SEQ ID NO:10) GACATATTCTMTTTTG
(SEQ ID NO:11) GACATATTATAATTTTG
(SEQ ID NO:12) AACGCCTGCAATATCAT
(SEQ ID NO:13) AACGCCTGAAATATCAT
(SEQ ID NO:14) GTCCTGCCCGCTCATCG
(SEQ ID NO:15) GTCCTGCCCGCTCATCG
(SEQ ID NO:16) CTGAGTCTGCCTCTTCT
(SEQ ID NO:17) CTGAGTCTCCCTCTTCT
(SEQ ID NO:18) CATTGGAAGCCGCTGAA
(SEQ 丄U N0:19) CATTGGAAGACGCTGAA
(SEQ ID N0:20) GAGGGAGATGTATTTGC
(SEQ ID N0:21) GAGGGAGACGTATTTGC
(SEQ ID N0:22) CCCCAGGGCTCAGTTTA
(SEQ ID N0:23) CCCCAGGGTTCAGTTTA
(SEQ TD NO:24) GCAGCAGACGMATAAAG
(SEQ ID NO:25) GCAGCAGATGMATAAAG
(SEQ ID N0:26) TCGAACACGTGATAGAAG
(SEQ ID N0:27) TCGAACACATGATAGAAG
(SEQ ID N0:28) TCGCTCTCGGTCAGCCT
(SEQ ID N0:29) TCGCTCTCAGTCAGCCT
(SEQ ID NO:30) TTTCACTTCAGTGTATGC
(SEQ ID N0:31) TTTCACTTTAGTGTATGC
(SEQ ID NO:32) TGGACTTTTTGGATGGGC (SEQ ID NO:33)
CAGAGACTGATAAAATTGTAG
(SEQ TD NO:57) TCACCATCGAGATCAACCCC
(SEQ ID NO:58) ACAACGGGTCAGGCATGCA
(SEQ ID NO:59) TCCATATAACTCTGCATAGAGGCA
(SEQ ID N0:60) GATATCCATTGCCTCAAGCA
(SEQ ID N0:61) Aggattcaacgaggctaagag
(SEQ ID N0:62) Gtgaagttgccgtgtcactc
(SEQ ID N0:63) ATGCTTCACAGTCCTGATCTCATT
(SEQ ID N0:64) CTTCCAGACACGTTTCCCATT
(SEQ ID N0:6o) AGCCCCCCAACTCTACTACTTAAGC
(SEQ ID NO:66) TTTTGCTAGCCTGAAAAACGCCAC
(SEQ ID NO:67) TTTTTCACGCCTGCCACAAAGACT
(SEQ ID N0:68) ACATGAATAATAGCAGCCTACCCTT
(SEQ ID N0:69) AGTCTCTCATCCTTCCACGCACAT
(SEQ ID NO:70) CATGACCCGTTACTTGGCTGGTT
(SEQ ID N0:71) ACCTGCTAGTTTGACATGCCTAAT
(SEQ ID NO:72) CAGTTTCAACCGATTCTCCTGCCT
(SEQ TD NO:7, AGTGTAGAGTGGTTCTGTTGTGGAG
(SEQ ID NO:74) AAGCTTTGACTCCTTTCTCATAGG
(SEQ ID NO:75) GAGGCTTGACATCATTGGCT
(SEQ ID NO:76) CGTGTACAAGTCTC,CGTCCT
(SEQ ID NO:77) CTGTTGCCTGTGGTAAGTGGG
(SEQ ID NO:78) TGGTCACAGTATGCAGGAGGG
(SEQ ID NO:79) GTCAACTGCTATGATGTGTTTGG
(SEQ ID N0:80) CCACCAGCAGACCCTCAAG
(SEQ ID N0:81) TCTTTTCTATGTCCAAGCTGTGCCCCTGCA (SEQ ID NO:82)
權利要求
1.一種兒童個性化教育基因檢測晶片，包括固相載體和探針，其特徵在於，所述探針與待測兒童個性化教育相關基因的核苷酸序列和/或其互補序列進行雜交，所述待測兒童個性化教育相關基因包括 CHRM2，COMT, TPH2, ABCGl，MAOA, GSTP, MYOC, BDNF, ACTN3, ALDH2, L印tin，EAAT2, apoE, HTR2A, SNAP-25，D4DR, ADRB2, SLC6A2, mstn 基因。
2.如權利要求1所述的檢測晶片，其特徵在於，所述探針為DNA、RNA、DNA-RNA嵌合體、 PNA或其衍生物。
3.如權利要求2所述的檢測晶片，其特徵在於，所述探針為DNA，包括(1)與待測CHRM2基因雜交的(a)SEQ ID NO 1 SEQ ID NO 8所示序列，(b) SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 8所示序列的互補鏈，(c)與SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 8所示序列有至少70%同源性的序列；(2)與待測COMT基因雜交的(a)SEQ ID NO :9 SEQ ID N0:10所示序列，(b) SEQ ID NO 9 SEQ ID NO 10所示序列的互補鏈，(c)與SEQ ID NO 9 SEQ ID NO 10所示序列有至少70%同源性的序列；(3)與待測TPH2基因雜交的(a)SEQ ID NO :11 SEQ ID N0:14所示序列，(b) SEQ IDN0:11 SEQ ID NO 14所示序列所示序列的互補鏈，(c)與SEQ ID N0:11 SEQ ID NO: 14所示序列所示序列有至少70%同源性的序列；(4)與待測ABCGl基因雜交的(a)SEQ ID NO :15 SEQ ID N0:18所示序列，(b) SEQ IDNO 15 SEQ ID NO 18 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 15 SEQ ID NO 18 所示序列有至少70%同源性的序列；(5)與待測MAOA基因雜交的(a)SEQID NO :19 SEQ ID NO :20所示序列，(b) SEQ IDNO 19 SEQ ID NO 20 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 19 SEQ ID NO 20 所示序列有至少70%同源性的序列；(6)與待測GSTP基因雜交的(a)SEQ ID NO :21 SEQ ID N0:22所示序列，(b) SEQ IDNO 21 SEQ ID NO 22 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 21 SEQ ID NO 22 所示序列有至少70%同源性的序列；(7)與待測MYOC基因雜交的(a)SEQ ID NO :23 SEQ ID NO J6所示序列，(b) SEQ IDNO 23 SEQ ID NO 26 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 23 SEQ ID NO 26 所示序列有至少70%同源性的序列；(8)與待測BDNF基因雜交的(a)SEQ ID NO :27 SEQ ID NO 所示序列，(b) SEQ IDNO 27 SEQ ID NO 28 所示序列 8 的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 27 SEQ ID NO 28 所示序列有至少70%同源性的序列；(9)與待測ACTN3基因雜交的(a)SEQ ID NO : SEQ ID N0:30所示序列，(b) SEQ IDNO 29 SEQ ID NO 30 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 29 SEQ ID NO 30 所示序列有至少70%同源性的序列；(10)與待測ALDH2基因雜交的(a)SEQ ID NO :31 SEQ ID N0:32所示序列，(b) SEQ IDNO 31 SEQ ID NO 32 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 31 SEQ ID NO 32 所示序列有至少70%同源性的序列；(11)與待測L印tin基因雜交的(a)SEQ ID NO :33 SEQ ID NO 34所示序列，(b) SEQ IDNO 33 SEQ ID NO 34 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 33 SEQ ID NO 34 所示序列有至少70%同源性的序列；(12)與待測EAAT2基因雜交的(a)SEQ ID NO :35 SEQ ID N0:36所示序列，(b) SEQ IDNO 35 SEQ ID NO 36 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 35 SEQ ID NO 36 所示序列有至少70%同源性的序列；(13)與待測apoE基因雜交的(a)SEQ ID NO :37 SEQ ID N0:38所示序列，(b) SEQ IDNO 37 SEQ ID NO 38 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 37 SEQ ID NO 38 所示序列有至少70%同源性的序列；(14)與待測HTR2A基因雜交的(a)SEQ ID NO :39所示序列，(b) SEQ ID NO :39所示序列的互補鏈，(c)與SEQ ID NO :39所示序列有至少70%同源性的序列；(15)與待測SNAP-25基因雜交的(a)SEQID NO :40 SEQ ID NO :41所示序列，(b) SEQID NO 40 SEQ ID NO 41 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 40 SEQ ID NO 41 所示序列有至少70%同源性的序列；(16)與待測D4DR基因雜交的(a)SEQ ID NO :42 SEQ ID NO :43所示序列，(b) SEQ IDNO 42 SEQ ID NO 43 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 42 SEQ ID NO 43 所示序列有至少70%同源性的序列；(17)與待測ADRB2基因雜交的(a)SEQ ID NO :44 SEQ ID NO 45所示序列，(b) SEQ IDNO 44 SEQ ID NO 45 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 44 SEQ ID NO 45 所示序列有至少70%同源性的序列；(18)與待測SLC6A2 基因雜交的(a) SEQ ID NO :46 SEQ ID NO :47 所示序列，(b) SEQ IDNO 46 SEQ ID NO 47 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 46 SEQ ID NO 47 所示序列有至少70%同源性的序列；(19)與待測mstn基因雜交的(a)SEQ ID NO :48 SEQ ID NO :49所示序列，(b) SEQ IDNO 48 SEQ ID NO 49 所示序列的互補鏈，(c)與 SEQ ID NO 48 SEQ ID NO 49 所示序列有至少70 %同源性的序列。
4.如權利要求3所述的檢測晶片，其特徵在於，所述探針選自SEQID NO :1 SEQ ID NO 49所示序列。
5.一種如權利要求1-4任一項所述的兒童個性化教育基因檢測晶片的檢測方法，其特徵在於，包括如下步驟1)提取受檢者樣本DNA；2)設計多重PCR引物及SNP特異性探針，PCR引物具有SEQID NO :50_SEQ ID NO :99 所示序列，SNP特異性探針具有SEQ ID NO I-SEQ ID NO 49所示序列；3)對樣本DNA進行目的基因的PCR擴增、純化、片段化及螢光素標記，所述目的基因包括 CHRM2，COMT, TPH2, ABCGl，MAOA, GSTP, MYOC, BDNF, ACTN3, ALDH2, L印tin，EAAT2, apoE, HTR2A, SNAP-25, D4DR, ADRB2, SLC6A2, mstn 基因；該 PCR 擴增所用的引物具有 SEQID NO 50-SEQ ID NO 99所示序列的核苷酸鏈或其互補鏈；4)螢光素標記的PCR產物進行基因晶片雜交，檢測目的基因的SNP位點。
6.如權利要求5所述的兒童個性化教育基因檢測晶片的檢測方法，其特徵在於，所述步驟3)中的CHRM2基因的引物是SEQ ID NO 50 57所示序列的引物，COMT基因的引物是SEQID NO 58 59所示序列的引物，TPH2基因的引物是SEQ ID NO 60 63所示序列的引物，ABCGl基因的引物是SEQ ID NO :64 67所示序列的引物，MAOA基因的引物是SEQ ID NO :68 69所示序列的引物，GSTP基因的引物是SEQ ID NO :70 71所示序列的引物， MYOC基因的引物是SEQ ID NO :72 75所示序列的引物，BDNF基因的引物是SEQ ID NO: 76 77所示序列的引物，ACTN3基因的引物是SEQ ID NO 78 79所示序列的引物，ALDH2 基因的引物是SEQ IDNO :80 81所示序列的引物，L印tin基因的引物是SEQ ID NO :82 83所示序列的引物，EAAT2基因的引物是SEQ ID NO 84 85所示序列的引物，apoE基因的引物是SEQ ID NO :86 87所示序列的引物，HTR2A基因的引物是SEQ ID NO :88 89 所示序列的引物，SNAP-25基因的引物是SEQ ID NO 90 91所示序列的引物，D4DR基因的引物是SEQ ID N0:92 93所示序列的引物，ADRB2基因的引物是SEQ ID NO :94 95 所示序列的引物，SLC6A2基因的引物是SEQ IDNO 96 97所示序列的引物，mstn基因的引物是SEQ ID NO 98 99所示序列的引物。
7.如權利要求5所述的兒童個性化教育基因檢測晶片的檢測方法，其特徵在於所述步驟幻中的片段化是將純化的PCR產物經測定濃度後，用DNase I進行片段化；所述螢光素標記是將片段化PCR產物利用脫氧核苷酸轉移酶在3』末端進行螢光素標記。
8.如權利要求5所述的兒童個性化教育基因檢測晶片的檢測方法，其特徵在於所述步驟4)基因晶片的製備是將預先設計併合成好的探針通過接觸式點樣或噴墨式點樣點載到玻片或矽片材質的固相載體片基上，其中，探針是SEQ ID NO :1 SEQ ID NO 49所示序列的DNA探針。
9.如權利要求5所述的兒童個性化教育基因檢測晶片的檢測方法，其特徵在於所述步驟 3)目的基因的 SNP 位點包括CHRM2 基因的 rs3M650_T、rs324650-A, rs2350780-G, rs2350780-A、rs2061174_G、rs2061174_A、rs8191992_T、rs8191992-A 位點，COMT 基因的 rs4680-G、rs4680-A 位點，TPH2 基因的 rs4570625_G、rs4570625_T、rs4341581_G、 rs4341581-T 位點，ABCGl 基因的 rs225374_C、rs225374_G、rs914189_C、rs914189-G 位點，MAOA 基因的 rs6323-G、rs6323-T 位點，GSTP 基因的 rsl695_A、rsl695_G 位點，MYOC 基因的 rs2421853-G、rs2421853_A、rs235858-G, rs2;35858-A 位點，BDNF 基因的 rs6^5_C、 rs6265-T 位點，ACTN3 基因的 rsl815739_C、rsl815739-T 位點，ALDH2 基因的 rs671_G、 rs671-A 位點，L印tin 基因的 I^ptinALkptinGl 位點，EAAT2 基因的-180A、-180C 位點， apoE 基因的 112Cys、112Arg 位點，HTR2A 基因的 rs927544 位點，SNAP-25 基因的 rs363039 位點，D4DR基因的rsl800955位點，ADRB2基因的Argl6Gly位點，SLC6A2基因的rs2MM46 位點，mstn基因的rs3791786位點。
全文摘要
本發明公開了一種兒童個性化教育基因檢測晶片，包括固相載體和探針，所述探針與待測兒童個性化教育相關基因的核苷酸序列和/或其互補序列進行雜交，所述待測兒童個性化教育相關基因包括CHRM2，COMT，TPH2，ABCG1，MAOA，GSTP，MYOC，BDNF，ACTN3，ALDH2，Leptin，EAAT2，apoE，HTR2A，SNAP-25，D4DR，ADRB2，SLC6A2，mstn基因。本發明還公開了應用所述晶片對兒童個性化教育基因進行檢測的方法。本發明的基因晶片能深入了解兒童的潛在能力問題，提早預測兒童在成長過中可能遇到的問題，避免盲目地培養孩子，有針對性地對孩子進行人生職業規劃。
文檔編號G01N21/64GK102373266SQ20101024821
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月9日 優先權日2010年8月9日
發明者李小靜, 李建霆, 郭真 申請人:上海奇芯基因科技發展有限公司