Question

【題目】帕金森綜合征（PD）是中老年人常見的中樞神經系統疾病。早發性PD與遺傳因素關系密切，一般發病年齡≤45歲。

（1）圖1為某早發性PD家系圖。據圖可以初步判斷此病的遺傳方式為________。

（2）已知Parkin基因編碼Parkin蛋白，該基因有12個外顯子（基因中可以表達的部分），結構如圖2所示。對上述家庭六位成員的DNA測序分析發現，患者Parkin基因的外顯子7存在序列異常，基因相關區域用MwoI酶處理后，電泳結果如圖3（bp表示堿基對）。

①II2和II4電泳顯示三個條帶的片段長度分別為272bp、181bp、97bp，結果說明，與正常人相比，患者的Parkin基因的外顯子7序列異常的具體改變為________，從而導致________，出現圖3所示結果。

②據電泳圖分析可知患者的Parkin基因組成為________（填“純合”或“雜合”）狀態，其致病基因來自________，該電泳結果不能將II2和II4患病的遺傳基礎解釋清楚。

（3）研究者推測該家系的Parkin基因可能還存在其它外顯子的改變，利用熒光定量PCR技術進行進一步的分析。在相同的PCR條件下，設計4對熒光引物，同時擴增外顯子4、7、8、11 ，檢測PCR產物相對量，結果如圖4。

①結果顯示，患者細胞中外顯子4的含量為本人其它外顯子的一半，說明患者Parkin基因的外顯子4有1/2是突變的，此變異來自于親代中的________。

②外顯子7的序列改變在此項檢測中并沒有顯現，試分析原因： ________。

③請綜合圖1、3、4結果，解釋II2患病的原因： ________。

（4）研究發現一些早發性PD患者的Parkin基因外顯子11的某位點G被T替換，為研究該突變與早發性PD的發生是否有關，請寫出調查研究思路：________。若調查結果為________，則表明該突變與早發性PD的發生有關。

Answer 1

【答案】常染色體隱性遺傳病 缺失6個堿基對（堿基對缺失） MwoI酶切位點消失（無法被MwoI酶切） 雜合 I2 I1 堿基序列的改變不在引物結合區（堿基序列改變不影響引物與模板的結合和PCR擴增過程） 患者一個Parkin基因外顯子7堿基對缺失（突變），另一個Parkin基因外顯子4突變 分別調查若干正常人和早發PD患者， DNA測序（DNA分子雜交）檢測是否發生外顯子11的這種突變（檢測外顯子11這種突變基因頻率） 早發PD患者外顯子11突變的頻率顯著高于正常人群

【解析】

1、根據系譜圖分析可知：父母正常，而子代中女兒有患病個體，說明該遺傳病屬于常染色體隱性遺傳病。

2、通過圖2電泳結果比對可以得出P基因的外顯子3是否異常，從而分析系譜圖中各個體的基因組成。

（1）由系譜圖示分析可知：父母正常，而子代中女兒有患病個體，說明早發型帕金森病屬于常染色體隱性遺傳病。

（2）對上述家庭六位成員的DNA測序分析發現，患者Parkin基因的外顯子7存在序列異常，基因相關區域用Mwo I酶處理后，進行電泳。圖3電泳結果顯示正常人的電泳結果出現兩個條帶，堿基對長度分別為181bp、97bp，也就是說正常人的外顯子7序列長為178bp，II2和 II4電泳顯示三個條帶的片段長度分別為272bp、181bp、97bp，多出272bp的條帶為異常條帶，說明患者的Parkin基因組成為雜合狀態，外顯子7序列異常的具體改變為堿基對缺失，而且缺失的是6個堿基對，出現272bp條帶的原因是由于堿基對的缺失使得Mwo I酶切位點消失導致的，由圖3電泳結果可知：I1的外顯子7序列是正常的，即基因組成為純合子，I2為雜合子，所以是I2將致病基因傳給II2和 II4。

（3）在相同的PCR條件下，設計4對熒光引物，同時擴增外顯子4、7、8、11，檢測PCR產物相對量，結果如圖4。

①結果顯示，患者細胞中外顯子4的含量為本人其它外顯子的一半，說明患者Parkin基因的外顯子4有1/2是突變的，此變異來自于親代中的I1。

②外顯子7的序列改變在此項檢測中并沒有顯現，原因應為堿基序列的改變不在引物結合區。

③綜合圖1、3、4結果，II2患病的原因患者一個Parkin基因外顯子7堿基對缺失（突變），另一個Parkin基因外顯子4突變。

（4）一些早發性PD患者的Parkin基因外顯子11的某位點G被T替換，為研究該突變與早發性PD的發生是否有關，應該分別調查若干正常人和早發PD患者，通過DNA測序檢測是否發生外顯子11的這種突變；如果調查結果為早發PD患者外顯子11突變的頻率顯著高于正常人群，表明該突變與早發性PD的發生有關。