无标记单核苷酸多态性基因分型
Jian-hui Jiang (jianhuijiang at hnu dot cn)
State Key Laboratory of Chemo/Bio-Sensing and Chemometrics, College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University, Changsha, P. R. China, 410082
译者
王秀英 (mary at labome dot com)
美国新泽西州普林斯顿合原研究有限责任公司 (Synatom Research)
DOI
http://dx.doi.org/10.13070/mm.cn.1.55
日期
更新 : 2014-10-05; 原始版 : 2011-03-28
引用
实验材料和方法 2011;1:55

单核苷酸多态性 (SNPs) 是最常见也是最稳定的一种人类可遗传变异,常被视为基因失调与疾病易感的分子标识,同时,也是药理学分析中常见的分子靶标。可靠的SNP分析检测对于疾病的预防与诊断以及实现个性化医疗等均具有重要意义。近期,湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室蒋健晖教授及其课题组成员开发了一种均相无标记的单核苷酸多态性基因分型新技术。该技术主要基于连接酶介导的链置换放大技术以及脱氧核酶(DNAzyme)催化的化学发光反应。实验证明该技术具有极好的特异性、灵敏度、稳健性,且低成本,易于自动化。

该SNP分型方法包括一个基于连接酶等位识别反应以及两个连续的恒温链置换放大反应。首先,不同的DNA等位探针依据需求被设计。在基因分型时,高特异性的连接酶识别探针,并将无单碱基错配的两条反应探针共价连接,给出连接产物。然后,该连接产物3'端因能形成发夹结构,在Vent exo-聚合酶与Nt.Bst NBI切口酶的协同作用下,其3'端自发延伸跨过多态性位点直至连接产物的5'端。从而,在分子内形成互补,使切口酶在近5'端获得完整的识别位点,并启动切口酶切割、聚合酶延伸以及链释放的循环,称为链置换放大反应。被释放的链则进一步退火至预先加入的另一链置换反应模板,启动第二个放大反应。此次被释放的扩增子为血红素(hemin)适配体,在与血红素结合后,催化体系中的鲁米诺-双氧水反应发出强光而被检测。相反,在多态性位点因单碱基错配的反应探针因连接酶的高忠实性无法获得完整的连接产物,使得后续二级放大反应不能进行,系统信号无法增强。据此,可极易判断DNA目标链与探针之间是否在多态性位点存在错配,直接达到了基因分型的目的。

在该方法中,DNA连接酶的高忠实性带来了该SNP分型技术的高特异性,信背比可达150;两个连续的恒温放大反应则极大地提高了方法的灵敏度,可检测到的目标链浓度可低至0.1 fM,可直接用于基因组样品检测。归功于脱氧核酶(DNAzyme)催化的化学发光反应信号检测,该技术显示出极宽的动态响应范围,从1 fM至1 nM。此外,因为选择了无标记、均相检测、以及化学发光的信号检测,该方法不仅具有很好稳健性,同时成本低,操作简便、易于自动化,亦具备高通量基因分型的潜力。以上特性使得该技术在临床应用中极具潜力。此外,通过引入下游的链置换连级放大反应,可进一步提高该技术的灵敏度,用于痕量基因组样品分析。总之,此SNP基因分型策略可望提供一个本质上稳健、高特异性与高灵敏度的基因分型平台用于基因诊断与相关研究。

ISSN : 2329-5147