专利名称：一种用cyp19基因遗传多态性预测优秀冰雪运动员身高的分子生物学方法
技术领域：
本发明涉及一种预测优秀冰雪运动员身高的分子生物学方法。适合于优秀冰雪运动员在基因水平上的早期选材，属于体育科学与分子生物学交叉的学科领域。
背景技术：
身高是衡量人体生长发育一项重要的生理参数，其受遗传、环境以及两者之间相互作用与影响，是人类非常复杂的数量遗传性状之一。当前有关人类遗传学研究已经发现一些与身闻关联的基因。身闻基因的研究在运动员选材有着重要的应用价值。随着现代竞技运动的迅速发展和选材育材的科学化进程，运动员的身体形态特征对运动成绩的影响逐渐受到重视。身高及其派生指数作为衡量人体纵向生长发育水平的一个重要的生理参数，也就成为了广大教练员选拔青少年运动员，预测项目身高要求的一项重要身体形态指标之一。现代竞技体育运动中许多项目对运动员身高都有特殊的高度要求，譬如体操、跳水、技巧项目的矮身材要求，双人或多人项目的同身高同长度要求，尤其在冰雪项目中，高大身材运动员占据得天独厚的高度优势。虽然最理想的身高条件并非是运动员获取优异成绩的唯一保证，但它却是运动项目选项、潜质运动员接受训练的一个起点和基础，其后效作用在竞技比赛中决不可低估。因此，青少年运动员身高的选拔和预测，就成为运动员科学选材工作中对优秀体育后备人才筛选的重要研究课题。近年来，生命科学尤其是分子生物学与分子遗传学及人体运动科学取得了突破性发展，自然地也渗透到了运动员选材领域。从遗传学角度来分析人体运动能力，从分子水平上探讨其发展和变化规律引起广大遗传学家、教练员和选材工作者的关注。
实践证明，原有的选材的方法和手段极大地促进了我国体育事业发展，发现和培养了大批优秀体育人才。目前，运动员身高的预测方法主要包括依父母身高来预测子女未来成年身高、依少儿当年或动态身高年增长值来预测未来成年身高、依少儿肢体骨发育长度来预测未来身高、依判断发育程度水平来预测未来身高等几类方法。这几类身高的预测方法主要从人体身高的外在表现性状出发，通过数理统计方法来预测身高。然而，很多遗传因素会限制或阻碍运动成绩的提高，其中遗传度越高的指标，限制后天运动水平再提高的程度越明显。凭经验选材、形态观察、竞赛淘汰等方法已远远落后于运动员科学选材的发展要求。国际高水平的体育科研已经进入分子研究领域，并推动竞技运动水平不断提高，运动员科学选材领域已出现了利用基因选材的理念。明确基因和运动能力的密切关系，进而从基因水平选材，将成为未来运动员选材的主导方式之一。CYP19基因(芳香化酶基因)编码的酶属于细胞色素P450家族，该基因位于人染色体15q21.1，数量及活性直接决定了正常或异常组织中的雌激素水平，该基因的变异能使其编码的芳香化酶蛋白结构和活性发生改变，可使芳香化酶活性降低、失活、增高，间接地影响雌激素的水平。该酶是雌激素合成最后一步的限速酶。芳香化酶基因(CYP19)的催化芳构化反应将雄激素转变为雌激素。这是第一个用于研究特异遗传基因与成人身高变异相关的基因座。其机理CYP19上SNP的突变对于基因转录、翻译后过程具有数量效应，严重降低芳化酶活性，导致雌激素缺乏，影响了线性骨生长和干骺端的闭合。因此，CYP19基因的变异将导致雌激素水平变化，会影响人体身高发育。有报道男性CYP19基因突变可造成雌激素缺乏，从而引起身高的持续增长以及骺板的不融合。目前对CYP19基因多态性研究主要集中外显子3上的SNP多态位点上，对其进行多态性研究，探讨不同位点基因型的比率可以从基因水平上预测优秀冰雪运动员的身高。因此，可以利用单核苷酸多态性对待测个体CYP19基因进行SNP预测，研究表明AA基因型个体身高显著高于AG基因型个体，AG基因型个体较AA基因型携带者高。每增加一个等位基因A分别可造成身高0.37cm。根据得到的基因型信息来预测优秀冰雪运动员的身高(GG > AG > AA)。
发明内容
本发明提供了一种在分子生物学水平上预测优秀冰雪运动员身高的方法。本发明从分子生物学水平上预测了优秀冰雪运动员的最适身高，通过与身高密切相关的CYP19基因的多态性研究来比较和预测与身高的联系。方法简单，易操作。
具体实施例方式选取20名优秀冰雪运动员(男11例，女9例)，所有标本均是在参与者知情同意的情况下采集，身高由专门的培训人员按人体测量的标准方法测量收集。CYP19基因多态性检测，具体方法如下:(I)外周血DNA提取将所有标本均留取外周静脉血，用酚一氯仿法获得DNA标本，_20°C保存。(2) PCR 反应利用Primer5.0软件设计符合研究需要的引物序列。CYP19基因上游引物5，-CTAAGATGTTGCTTATGCTC-3，下游引物为5’ GTCTTCGATTATGAACAGAC-3’PCR反应所有DNA标本编号进行实验，根据基因序列设计的引物序列扩增参数CYP19 基因预变性 95°C，10min，95°C变性 lmin，50°C退火 lmin，72°C延伸 lmin，共 35 个循环，72°C总延伸lOmin。CYP19基因PCR产物片段大小为210bp，其中包括外显子3处的A/G SNP位点。PCR反应体系为25μ 1，包括DNA模板约lOOng、引物各10pmol、2mmol MgCl2'IOOymol dNTPs 底物、IU Taq 聚合酶。PCR扩增产物4°C保存，并在2%的琼脂糖凝胶上电泳确证。(3) CYP19 基因 SNP 多态性将CYP19基因的PCR产物电泳 后回收，纯化后，用限制性内切酶MspAl进行酶切。预测结果酶切产物呈现出三种状态，即未切开、部分切开及全部切开，可说明该基因存在着3种基因型，即AA、AG和GG。(4)测序:随机选取3种基因型PCR产物进行序列测定，结果用0miga2.0软件与Genbank中CYP19基因序列比较。在遗传分析仪上进行序列测定，结果与Genbank中CYP19基因序列比较，观测其外显子3内的A/G情况的3种基因型AA、AG、GG。因此，可以利用单核苷酸多态性对待测个体CYP19基因进行SNP预测，通过测序得到该基因的rs80051519位点 SNPs:TGACCAAGTCCACGACAGGCTGGTAC[C/T]GCATGCTCTCATAAATGAAGTTTTC,若此位点的突变的等位基因是CC，则为GG型；此位点的突变的等位基因是TT，则为AA型；此位点的突变的等位基因是C或T，则为AG型；研究表明GG基因型个体身高显著高于AG基因型个体，AG基因型个体较AA基因型携带者闻。每增加一个等位基因A分别可造成身闻0.37cm。根据得到的基因型信息来预测优 秀冰雪运动员的身高(GG > AG > AA)。
权利要求
1.一种预测优秀冰雪运动员的身高的分子生物学方法。
2.依据权利I所述的访法，于通过采集优秀冰雪运动员的外周血、DNA提取、目的基因的PCR扩增、酶切鉴定、测序和统计学分析来检测CYP19基因，限制性内切酶MspAl观测其外显子3内的A /G情况的3种基因型AA、AG、GG预测优秀冰雪运动员的身高。
全文摘要
本发明公开了一种预测优秀冰雪运动员身高的分子生物学方法。本发明通过采集优秀冰雪运动员和普通人外周血、DNA提取、目的基因的PCR扩增、酶切鉴定、测序和统计学分析来检测CYP19基因遗传多态性，通过CYP19基因MspAl多态性位点来预测优秀冰雪运动员的身高。本发明为建立该项目运动员潜能的早期预测、评定、选材和育材的科学体系打下坚实的理论和技术基础，提升选材的成功率，突破一次性选材的理论和技术难关。
文档编号C12Q1/68GK103160591SQ20131011351
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者阚军常, 吕光, 王紫娟, 孙博, 孙玉娇, 关伟军 申请人:哈尔滨体育学院