基于纳米孔测序技术的同卵双生子表观遗传分化及其法医学应用研究

本研究创新性地采用牛津纳米孔测序技术（Oxford Nanopore sequencing），通过对6对同卵双胞胎（MZTs）全基因组DNA甲基化模式的分析，成功鉴定出3,820个差异甲基化位点（DMLs），破解了传统STRs/SNPs标记无法区分遗传相同个体的法医学难题。该技术具备>99.5%比对效率、>13kb N50读长的优势，为刑事侦查、灾难遇难者识别和亲子鉴定提供了突破性解决方案。

　　

Highlight

同卵双生子（MZTs）的法医学区分是遗传鉴定领域的重大挑战。本研究通过纳米孔长读长测序技术，首次系统揭示了MZTs间由环境因素驱动的表观遗传差异，为"基因相同但表型不同"的科学谜题提供了分子层面的解释。

INTRODUCTION

自1980年代以来，全球同卵双生子出生率稳定维持在4‰。由于源自单一受精卵分裂，MZTs具有完全相同的核DNA序列，这使得传统短串联重复序列（STRs）和单核苷酸多态性（SNPs）分析在法医实践中失效。本研究突破性地将表观遗传变异——特别是DNA甲基化差异——转化为可操作的生物标记物。

RESULTS 3.1 纳米孔测序性能评估

牛津纳米孔测序在6对MZTs中均获得成功，共生成586.48GB原始数据，平均读深12.49×。关键指标显示：N50读长达13kb，比对效率>99.5%（GRCh38/hg38参考基因组），且无需PCR扩增即可直接检测5mC甲基化修饰。

DISCUSSION

研究发现88.03%的差异甲基化位点（DMLs）位于基因间区，1.84%位于启动子区域，这些表观遗传变异与代谢通路、神经发育等生物学过程显著相关。值得注意的是，某些DMLs在双生子间呈现>30%的甲基化水平差异，这种"表观遗传指纹"具有跨组织稳定性。

CONCLUSIONS

本研究确立了纳米孔测序作为法医遗传学的革命性工具，通过鉴定3,820个保守的DMLs，首次构建了区分MZTs的表观遗传标记体系。该技术对降解检材的高度耐受性，使其在犯罪现场微量物证鉴定中展现出独特优势。