个体特异性指不同个体间遗传标记组合呈现唯一性差异的现象。其遗传学基础主要源于
DNA多态性,包括人白细胞抗原(
HLA)系统的复等位基因共显性表达、
微卫星DNA重复序列数目变异以及
单核苷酸多态性(SNP)的碱基点突变。在
法医学和
移植医学领域,
HLA配型差异导致的免疫排斥反应验证了该特性在生物识别中的应用价值。DNA指纹技术通过检测小卫星/
微卫星标记,可实现三千亿分之一的个体鉴别精度。2021年研究发现,人体肠道菌群的SNP单倍型差异具有
宿主特异性,建立的微生物指纹体系鉴别准确率达85%。
HLA复合体作为主要组织相容性抗原,在第6号染色体上包含Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类基因群,其多态性源自高度复等位基因(如HLA-B位点有3000余等位基因)和共显性表达机制。每个个体的HLA单体型遗传自父母,形成独特的抗原组合,导致除同卵双生子外,无关个体间HLA全相同的概率低于千万分之一。
DNA分子标记中,微卫星DNA通过滑链错配机制产生2-6碱基重复序列数目变异,其多态信息含量(PIC值)普遍高于0.7。
SNP作为基因组中最密集的遗传标记,平均每300-1000碱基对出现一次,且具有稳定的孟德尔遗传特性。
DNA指纹技术通过限制性内切酶消化和
Southern杂交,检测小卫星DNA的串联重复数目差异。该方法生成的图谱个体相似系数仅0.22,相同概率低至1/3×10^11。STR分析采用荧光标记引物扩增微卫星位点,结合毛细管电泳检测重复单位数,目前法医学常用21个核心STR位点组合。
在微生物组层面,2021年建立的微生物指纹算法通过检测肠道菌群的SNP单倍型(如甲烷短杆菌个体内差异0.11bp,个体间达2.77bp)和结构变异,实现纵向队列85%的宿主鉴别准确率。
皮肤移植排斥反应作为金标准验证:
近交系动物若存在杂合基因型,移植后14天内将发生
免疫排斥。在
iPS细胞制备中,发现HLA纯合型'超级供体'可使细胞利用率显著提升,
安徽省干细胞学会据此开发覆盖中国人群的通用型细胞库。
四年前后追踪显示,个体
肠道菌群94.7%的结构变异保持稳定,其中甲烷短杆菌
基因组平均每年仅0.028bp变异。但
基因突变仍会导致
遗传标记改变:
近交系小鼠因残余杂合基因突变,年均产生0.3%的毛色基因型漂移。