课题基金 / 基金详情

基于DNA甲基化标记的精液斑个体年龄推断研究

批准号:
82072121
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
黄代新
依托单位:
学科分类:
法医物证学及法医人类学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄代新

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
作为性犯罪案件中最常见的生物检材和最重要的关键证据,精液(斑)的个体年龄推断对犯罪调查具有重要意义。在已报道的众多年龄推断分子标记中,DNAm被认为是最理想的年龄推断指标。精子发生过程的高度复杂性,导致精子的DNAm模式与体细胞明显不同,具有高度特异性。与血液、唾液等生物检材相比,迄今有关精液的个体年龄推断研究极少,且存在标记数量少、推断精度低的问题,无法满足法医学“精准鉴定”的需求。由此,本课题拟采用新一代甲基化芯片在全基因组范围内对中国人精液AR-CpGs进行筛选,然后采用焦磷酸测序和甲基化SNaPshot两种检测技术对筛选的靶AR-CpGs甲基化水平的随龄变化规律进行系统研究并构建基于两种检测平台的年龄推断模型,以满足不同实验室的需求,最后进行全面的法医学应用评估。本项目旨在实现法医精液(斑)个体年龄的高精度推断,同时也为进一步研究DNAm在男性生殖细胞衰老过程中的调控机理奠定基础。
英文摘要
As the most common biological materials and the most important evidence in sexual crimes, age estimation of semen/seminal stains is of ultimate importance for criminal investigation. Among a series of biomarkers that have been reported so far, DNA methylation is considered to be the most promising biomarker for individual age estimation. Spermatogenesis is a highly complex process involving mitotic cell division, meiosis cell division and spermiogenesis, and this results in unique patterns of DNA methylation in spermatozoa, which is highly distinct from cells and tissues of somatic origin. Compared with biological materials such as blood and saliva, there are few studies on age estimation of semen so far. There are some problems for semen age estimation such as less markers and low prediction accuracy, which can not meet the needs of "Precision identification" in forensic medicine. Based on this, in this project, we will systematically screen age-related CpGs (AR-CpGs) in genome-wide from the semen DNA of Han Chinese individuals using a new generation of methylation array first. Then, to meet the needs of different laboratories, a systematic study on the age-related changes in DNA methylation levels of screened target AR-CpGs was performed using pyrosequencing and methylation SNaPshot assay, and two different age estimation models based on these two detection platforms will be constructed, respectively. Last, a comprehensive and systematic evaluation on application value in forensic practice will be carried out. The purpose of this project is to achieve a high-precision age estimation of semen/seminal stains, and to lay the foundation for the future study on the regulatory mechanism of DNA methylation in the aging process of male germ cells.
年龄相关CpG位点(AR-CpGs)的DNA甲基化是最理想的个体年龄推断指标。由于精子细胞具有独特的甲基化模式,体细胞年龄推断模型在精液中表现不佳,目前的研究受到甲基化芯片覆盖范围有限的限制。本研究旨在使用双酶切简化甲基化测序(dRRBS)鉴定新的精液特异性AR-CpGs,并使用亚硫酸氢盐扩增子测序(BSAS)验证这些标记以及之前报道的位点和邻近的CpGs,以开发稳健的年龄估计模型。对来自三个年龄组的21名健康中国男性的精液样本进行了甲基组关联研究,每个样本在≥5×深度处产生了超过400万个CpG位点。对721840个共享CpG位点的分析表明,超过95%的CpG位点未被现有甲基化芯片覆盖。差异甲基化和相关性分析确定了139个精液AR-CpGs。使用基于多重PCR的BSAS进行了两阶段验证。第一阶段,在129个精液样本(22~64岁)中评估了dRRBS筛选的前47个AR-CpGs、26个文献报道的位点和242个邻近CpGs,验证了31个dRRBS、26篇文献报道和152个邻近CpGs与年龄相关。第二阶段检测了247个样本(22~67岁)中的154个CpG位点,确认了71个|rho|>0.50的AR-CpGs。其中,chr2:129071885(cg19998819)是最强的年龄相关标记(rho=0.81)。使用第二个BSAS数据集,在重复嵌套交叉验证(CV)框架内(10倍外部CV和10倍内部CV,重复10次),使用多元线性回归和随机森林(RF)算法开发了年龄推断模型。RF模型在5~25个CpG的特征子集中均表现出很高的准确性。优化的9-CpG RF模型的平均均方根误差为4.73年(4.62-4.96,SD=0.10),平均绝对误差为3.30年(3.23-3.43,SD=0.06)。此外,我们也构建了12个AR-CpGs的复合甲基化SNaPshot检测体系及相应的年龄推断模型,以满足不同实验室的需求。本研究证明了dRRBS在大规模AR-CpGs发现中的实用性,并为法医应用提供了稳健的高精度年龄推断模型和精液特异性AR-CpGs参考数据库。
基于microRNAs鉴别同卵双生子的法医学探索研究
  • 批准号:
    81373250
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    黄代新
  • 依托单位:
DNA甲基化与年龄相关性的研究
  • 批准号:
    30772291
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    黄代新
  • 依托单位:
蓝藻及硅藻16S rDNA在溺死鉴定中的应用研究
  • 批准号:
    30300399
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    黄代新
  • 依托单位:
国内基金
海外基金