微卫星稳定性的遗传调控
作者：李淑蓉 陈意生
单位：解放军第三军医大学西南医院病理学研究所 400038
关键词：
诊断病理学杂志000226分类号：Q75 文献标识码：A
文章编号：1007-8096(2000)02-0139-03 微卫星DNA(microsatellite DNA)是指广泛存在于真核生物基因组中的简单串联重复序列，以2～6个核苷酸为重复单位。微卫星代表基因组内不稳定的区域，比非重复DNA序列的突变频率高得多。微卫星不稳定性(microsatellite instability，MSI)是由于错配修复基因突变而引起的简单重复序列的改变，常表现为重复单位数量的增加或减少。这种不稳定性具重要意义：第一，不稳定性导致多态的等位基因，用于人和其它较高等真核生物的遗传作图研究。第二，基因内或基因附近简单重复序列长度的变化，能改变这些基因的表达或功能[1]，在人类，许多遗传疾病反映出简单重复序列的扩增[2]。第三，序列不稳定性的增加，可用以诊断某些具DNA错配修复缺陷的肿瘤。本文综述序列不稳定性的机制及序列稳定性的调控及其与人类疾病的联系。l 引起简单重复序列不稳定性的机制
, http://www.100md.com
有两种机制可以解释简单重复序列不稳定性：不对等重组和DNA聚合酶滑动。第一种机制是在重组过程中，位于不同DNA分子上的简单重复单位，以错排的构型配对和发生遗传交换，导致重复单位数量的增加或减少。第二种机制是DNA聚合酶滑动，在1个或多个重复单位未配对的构型中，DNA复制期间新生链和模板链有一瞬间分离，如果由不配对的重复序列引起的变性不被修复，则导致1个或多个重复单位的增加或丢失。2 简单重复序列不稳定性的遗传调控
在很多真核生物(包括酵母和人)中，普遍存在15～50bp长度的(GT)n重复序列[2]。多数有关酵母简单重复单位不稳定性的研究都涉及质粒内的URA3基因，此基因内插入了一个33bp的(GT)n重复序列，该重复序列进入了URA3基因读框。含有这一质粒的酵母细胞在表型上为Ura+，通过把细胞培养在含5-FoA的培养基内，筛选出Ura-表型的突变株，即可知URA3基因序列长度发生了变化而导致读框改变。野生型株用5-FoA培养基培养后，约10-5细胞发生突变，这些突变细胞都含有序列长度发生了改变的质粒。这种改变多数为增加或缺失一个重复单位，并且增加一个重复单位比缺失一个重复单位的频率要高2倍以上，其中约10%的序列改变有较大的缺失或增加(5～8个重复单位)。由于酵母基因的正向突变率小于10-6，对一个33bp的片段其突变率为10-5，就清楚地表明了高度的遗传不稳定性。
, 百拇医药
如果简单重复单位的不稳定性反映DNA聚合酶滑动，那么至少两类突变可能增加不稳定性的频率：一是DNA聚合酶或聚合酶辅助因子的突变导致滑动频率增加，二是错配修复基因的突变。迄今为止，在真核生物仅发现后一类突(全文详见pdf)
参考文献：
[1]Kolodner R.Biochemistry and genetics eukaryotic mismatch repair.Genes Dev.1996.10:1433-1442
[2]Tantz D.Schlotterer C.Simple sequences.Genet Dev，1994,140:965-972
[3]Kunkel TA.DNA mismatch repair.The intracacies of eukaryotic spellchecking.Curr Biol，1995,5:1091-1094
, 百拇医药
[4]Modrich P.Lahue R.Mismatch repair in replication fidelity，genetic recombination，and cancer biology.Annu Rev Biochem，1996,65:101-133
[5]Johnson RE，Kovvali GK，Prakash l et al.Requirement of the yeast MSH3 and MSH6 genes for MSH2-dependent genomic stability.J Biol Chem.1996,271:7285-7288
[6]Prolla TA.Pang Q，Alani E，et al.MLHl，PMSI，and MSH2 interactions during the initiation of DNA mismatch repair in yeast.Science，1994,265(5175):1091-1093
, 百拇医药
[7]Johnson RE，Kovvali GK.PrakashL，et al.Requirement of the yeast RTHl 5'to 3'exonuclease for the stability of simple repetitive DNA.Science，1995，269:238-240
[8]Tran HT，Gordenin DA，Resnick MA.The prevention of repeat-associated deletions in Saccharomyces cerevisiae by mismatch repair depends on size and origin of deletions.Genetics，1996,143:1579-1587
[9]Liu B，Parsons R，Papadopoulos N，et al.Analysis of mismatch repair genes in hereditary non-polyposis colorectal cancer patients.Nat Medicine，1996,2:169-174
, 百拇医药
[10]Kerangueven F，Noguchi T，Coulier F，et al.Genome-wide search for loss of heterozygosity shows extensive genetic diversity of human breast carcinomas.Cancer Res，1997，57:5469-5474
[11]Sekine I，YokoseT，Ogura T，et al.Microsatellite instability in lung cancer patients 40 years of age or younger.Jpn J Cancer Res，1997,88:559-563
[12]Lee JY，Dong SM，Park WS，et al.Loss of heterozygosity and somatic mutation of the VHL tumor suppressor gene in sporadic cerebllar hemangioblastomas. Cancer Res，1998,58:504-508
, 百拇医药
[13]Thibodeau SN，French AJ，Cunningham JM，et al.Microsatellite instability in colorectal cancer：different mutator phenotypes and the principal involvement of HLHl.Cancer Res，1998，58:1713-1718
[14]Mao L,Schoenberg MP，Scicchitano M，et al.Molecular detection of pri mary bladder cancer by microsatellite analysis.Science，1996,271:659-662
收稿日期：1999-10-08, 百拇医药
单位：解放军第三军医大学西南医院病理学研究所 400038
关键词：
诊断病理学杂志000226分类号：Q75 文献标识码：A
文章编号：1007-8096(2000)02-0139-03 微卫星DNA(microsatellite DNA)是指广泛存在于真核生物基因组中的简单串联重复序列，以2～6个核苷酸为重复单位。微卫星代表基因组内不稳定的区域，比非重复DNA序列的突变频率高得多。微卫星不稳定性(microsatellite instability，MSI)是由于错配修复基因突变而引起的简单重复序列的改变，常表现为重复单位数量的增加或减少。这种不稳定性具重要意义：第一，不稳定性导致多态的等位基因，用于人和其它较高等真核生物的遗传作图研究。第二，基因内或基因附近简单重复序列长度的变化，能改变这些基因的表达或功能[1]，在人类，许多遗传疾病反映出简单重复序列的扩增[2]。第三，序列不稳定性的增加，可用以诊断某些具DNA错配修复缺陷的肿瘤。本文综述序列不稳定性的机制及序列稳定性的调控及其与人类疾病的联系。l 引起简单重复序列不稳定性的机制
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有两种机制可以解释简单重复序列不稳定性：不对等重组和DNA聚合酶滑动。第一种机制是在重组过程中，位于不同DNA分子上的简单重复单位，以错排的构型配对和发生遗传交换，导致重复单位数量的增加或减少。第二种机制是DNA聚合酶滑动，在1个或多个重复单位未配对的构型中，DNA复制期间新生链和模板链有一瞬间分离，如果由不配对的重复序列引起的变性不被修复，则导致1个或多个重复单位的增加或丢失。2 简单重复序列不稳定性的遗传调控
在很多真核生物(包括酵母和人)中，普遍存在15～50bp长度的(GT)n重复序列[2]。多数有关酵母简单重复单位不稳定性的研究都涉及质粒内的URA3基因，此基因内插入了一个33bp的(GT)n重复序列，该重复序列进入了URA3基因读框。含有这一质粒的酵母细胞在表型上为Ura+，通过把细胞培养在含5-FoA的培养基内，筛选出Ura-表型的突变株，即可知URA3基因序列长度发生了变化而导致读框改变。野生型株用5-FoA培养基培养后，约10-5细胞发生突变，这些突变细胞都含有序列长度发生了改变的质粒。这种改变多数为增加或缺失一个重复单位，并且增加一个重复单位比缺失一个重复单位的频率要高2倍以上，其中约10%的序列改变有较大的缺失或增加(5～8个重复单位)。由于酵母基因的正向突变率小于10-6，对一个33bp的片段其突变率为10-5，就清楚地表明了高度的遗传不稳定性。
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如果简单重复单位的不稳定性反映DNA聚合酶滑动，那么至少两类突变可能增加不稳定性的频率：一是DNA聚合酶或聚合酶辅助因子的突变导致滑动频率增加，二是错配修复基因的突变。迄今为止，在真核生物仅发现后一类突(全文详见pdf)
参考文献：
[1]Kolodner R.Biochemistry and genetics eukaryotic mismatch repair.Genes Dev.1996.10:1433-1442
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[7]Johnson RE，Kovvali GK.PrakashL，et al.Requirement of the yeast RTHl 5'to 3'exonuclease for the stability of simple repetitive DNA.Science，1995，269:238-240
[8]Tran HT，Gordenin DA，Resnick MA.The prevention of repeat-associated deletions in Saccharomyces cerevisiae by mismatch repair depends on size and origin of deletions.Genetics，1996,143:1579-1587
[9]Liu B，Parsons R，Papadopoulos N，et al.Analysis of mismatch repair genes in hereditary non-polyposis colorectal cancer patients.Nat Medicine，1996,2:169-174
, 百拇医药
[10]Kerangueven F，Noguchi T，Coulier F，et al.Genome-wide search for loss of heterozygosity shows extensive genetic diversity of human breast carcinomas.Cancer Res，1997，57:5469-5474
[11]Sekine I，YokoseT，Ogura T，et al.Microsatellite instability in lung cancer patients 40 years of age or younger.Jpn J Cancer Res，1997,88:559-563
[12]Lee JY，Dong SM，Park WS，et al.Loss of heterozygosity and somatic mutation of the VHL tumor suppressor gene in sporadic cerebllar hemangioblastomas. Cancer Res，1998,58:504-508
, 百拇医药
[13]Thibodeau SN，French AJ，Cunningham JM，et al.Microsatellite instability in colorectal cancer：different mutator phenotypes and the principal involvement of HLHl.Cancer Res，1998，58:1713-1718
[14]Mao L,Schoenberg MP，Scicchitano M，et al.Molecular detection of pri mary bladder cancer by microsatellite analysis.Science，1996,271:659-662
收稿日期：1999-10-08, 百拇医药