[发明专利]一种脊肌萎缩症致病基因检测试剂盒及其应用

说明书

本发明公开了一种基于生物传感器的脊肌萎缩症(SMA)致病基因(SMN1和SMN2)检测的试剂盒，该试剂盒选用SMA的致病基因SMN1和SMN2为检测模块，基于链置换反应和DNA构象转变，结合荧光染料NMM(N‑甲基卟啉二丙酸IX)与G‑四链体的特异性识别作用，构建若干荧光生物传感器，可以特异性识别目标分子SMN1和SMN2，实现了荧光和可视化区分SMN1和SMN2的单碱基差异。此外，该方法可应用于对SMA的基因诊断，从而为SMA的临床诊断和产前基因诊断带来帮助和突破。与现有技术相比，本发明的检测手段为免标记的荧光检测法和紫外‑可见光透射照射法，该检测手段高效灵敏、简单、快速、廉价、选择性好、且信号识别简单，在实际应用中通过荧光图谱以及颜色变化即可进行识别。

技术领域

本发明涉及DNA分子检测及应用，具体涉及一种基于DNA构象转变的荧光生物传感器的构建，以及其在脊髓性肌萎缩症致病基因SMN1和SMN2等基因检测中的应用。

背景技术

脊肌萎缩症(Spinal Muscular AtropHy，SMA)是一种常染色体隐性遗传病，以脊髓前角运动神经元退行性病变为病理特征。发病率约为1:6000～1:10000，携带者的发生率约为1:40，是导致儿童死亡的主要原因之一，至今无有效的治疗方法。鉴于SMA的严重性其给患者家庭带来的巨大悲痛。

SMA的主要致病基因为运动神经元存活基因(survival motor neuron，SMN)，它有两个同源拷贝，SMN1和SMN2。由于二者7号外显子第6个碱基的不同(SMN1为C，SMN2为T)，直接影响了外显子剪接增强子的活性，导致二者有着完全不同的剪接模式，即SMN1进行全长转录产生全长(fl)SMN mRNA，编码正常的全长SMN蛋白；而SMN2基因仅有少量全长转录，大部分为跳过外显子7的选择性剪接，并产生大量缺少外显子7的产物SMNΔ7mRNA，它所编码的蛋白是一个“截短蛋白(SMNΔ7蛋白)”，该蛋白不稳定且功能有缺陷。在SMN1基因功能完全丧失时，SMN2基因的表达对SMN蛋白的功能具有一定的补充作用，被定义为SMA的修饰基因。研究显示：约95％的SMA患者表现为SMN1基因7号外显子甚至7、8号外显子同时缺失，或SMN1突变为SMN2。普遍认为，SMN1是SMA的决定基因，表达完整而稳定的SMN功能蛋白。SMN2作为SMA的修饰基因，所表达的具有生物活性SMN蛋白量虽然较少，但随着其拷贝数增加会有表达量的累积效应，使患者的临床症状有一定程度的减轻，从而SMN2基因的拷贝数同SMA疾病相关。因此实现检测SMN1和SMN2基因目的片段的突变、缺失或多拷贝的数量不仅可以准确诊断SMA,并且对分析估测SMA的临床表型十分必要。

此外，由于SMA携带者的高发生率，疾病的严重性以及有效治疗措施的缺乏等种种原因，对携带者的筛查就变的非常重要。而高度同源的SMN2基因干扰了对SMN1基因拷贝数的检测，同时也增加了SMA携带者的筛查难度。因此找到一种可以快速区分SMN1和SMN2单碱基差异的方法对实现脊髓性肌萎缩疾病的基因诊断有十分重要的意义。