用重组酶介导扩增技术快速扩增核酸

体外核酸快速扩增技术是一种可使微量核酸在体外高效快速扩增的技术, 自问世以来, 被广泛应用于分子生物学、医学和法理鉴定等领域, 并被不断改进, 以使其功能和适应性更为广泛. 重组酶介导扩增法是在现有体外核酸扩增原理的基础上发展起来的恒温体外快速扩增核酸技术. RAA法利用重组酶、单链结合蛋白和DNA聚合酶代替了传统PCR的热循环解链过程, 实现了在37℃恒温下的核酸快速扩增, 无需特殊的辅助仪器, 对操作人员的要求也不高, 具备简单、节能、便携、快速等特点, 有望在不远的将来取代传统的热循环PCR反应.     

重组酶介导扩增技术及其在病原微生物快速检测中的应用进展*

建立快速的病原学诊断方法对动物疫病的预防和控制、公共卫生安全等方面具有重要意义。重组酶介导扩增法(RAA)是一种新型恒温体外核酸扩增技术,在体外较低温度下就可以实现对DNA或RNA的快速扩增。RAA具有操作简便、快速、准确、节能、便捷等优点。重组酶、单链结合蛋白和DNA聚合酶是该技术的三大核心物质,利用这三种物质可替代传统PCR的热循环解链过程。该技术将会在病原微生物检测方面发挥重要作用。对RAA技术及其在病原检测方面的应用进行了综述,以期为相关领域的研究提供参考。     

重组酶聚合酶扩增技术研究进展

重组酶聚合酶扩增(recombinase polymerase amplification,RPA)技术是一种新兴的核酸恒温扩增技术,具有灵敏度高、特异性强、反应快速等特点。利用RPA技术可以对核酸拷贝数进行绝对定量并且可以同时检测多个靶标核酸序列,结合侧流层析试纸条或荧光信号监测装置等简易实验设备即可直接观察检测结果。就RPA技术的原理、发展、技术特点及其近年来在体外诊断、病原检测等领域的研究进展作一综述,旨在为该技术的深入研究和应用提供参考。     

链替代扩增反应研究进展

链替代扩增反应作为一种体外恒温酶控扩增体系,主要基于限制酶打开缺口和无外切酶活性的DNA聚合酶的聚合替代的原理,随着该反应体系各环节的不断改进,目前该方法已应用于细菌尤其是分枝杆菌DNA的检测、体外进化模型的建立、核酸定量及芯片杂交等多个方面。     

PCR技术在疾病诊断中的应用

多聚酶链反应(PCR)是近几年发展起来的先进的快速体外基因扩增技术,它是以待扩增的两条DNA(或RNA)链为模板,由一对人工合成的寡核苷酸引物介导,通过DNA聚合酶酶促反应,快速体外扩增特异DNA序列,并具有操作简便、快速、特异和灵敏的特点,已在很短的时间里迅速进入生命科学、医学研究、遗传工程、法医学、考古学、疾病诊断等各个领域,本文仅就在疾病诊断中的应用作一介绍。     

重组酶聚合酶扩增技术检测结核分枝杆菌

目的利用重组酶聚合酶扩增(Recombinase Polymerase Amplification,RPA)技术检测结核分支杆菌。方法采用Axxin T8-ISO扩增仪(TwistDX公司),反应温度设置为39℃,反应时间20min。检测分为实验组、阳性对照组和空白对照组。实验组模板DNA从痰液中提取。阳性对照模板DNA为H37Rv标准菌株样本DNA及卡介苗提取的DNA。空白对照为蒸馏水。结果 RPA技术可在20min内明显区分103～106 copies/mL的阳性质粒与阴性对照。对分离培养的结核杆菌(H37Rv)DNA及卡介苗提取的DNA,阳性克隆质粒进行等温扩增,结果结核杆菌分离株DNA、卡介苗DNA、阳性克隆质粒均有阳性扩增反应,而非结核分枝杆菌分离株和阴性对照无阳性扩增反应。灵敏度为100%,特异性为82%。结论 RPA技术利用了重组酶、单链结合蛋白、DNA聚合酶代替了传统PCR变性、退火、延伸的热循环过程,在常温25℃～42℃、15～30min内即可实现痕量核酸的快速扩增,可应用于快速检测人结核分枝杆菌,是一种全新的检测方法。     

环介导的恒温扩增技术及其在病毒性疾病诊断中的应用

环介导的恒温扩增（LAMP）是近年来新兴的一种快速DNA扩增技术,其基本原理在于利用4个特殊设计的引物和具有链置换活性的DNA聚合酶,在恒温条件下对靶序列进行扩增。LAMP技术具有特异性强、敏感性高、反应迅速、设备简单等特点,在人类病毒性疾病的诊断领域有着广泛的应用。     

一种DNA扩增的新技术： 利用热稳定的Bst DNA聚合酶驱动跨越式滚环等温扩增反应

Bst DNA聚合酶具有热稳定性、链置换活性及聚合酶活性,在体外DNA等温扩增反应中起重要作用. 本文利用Bst DNA聚合酶的5′→3′聚合酶、核苷酸（末端）转移酶及链置换酶活性发展了一种新的体外环式DNA扩增技术跨越式滚环等温扩增(saltatory rolling circle amplification,SRCA)．在SRCA反应中,Bst DNA聚合酶以上游引物P1为模板合成其互补链RcP1,并和P1形成双链DNA|之后,Bst DNA聚合酶用其核苷酸转移酶活性在其P1的3′末端沿5′→3′方向随机掺入脱氧核糖核苷酸聚合形成寡聚核苷酸（dNMP)m序列,即DNA的合成反应跨越了RcP1 与下游引物P2之间的缺口|然后,以下游引物P2为模板形成互补序列（RcP2）;接着,Bst DNA聚合酶继续将脱氧核糖核苷酸随机添加到RcP2的3′末端,形成（dNMP)n序列．继而,Bst DNA聚合酶以RcP1为模板,继续催化聚合反应合成互补新链,并通过其链置换酶活性替换P1|如此往复,形成［P1-(dNMP)m-RcP2-(dNMP)n …］序列．本文通过电泳、酶切、测序等方法对扩增产物进行分析,演绎出上述扩增过程,并就工作原理进行了讨论．该反应可能对开发等温扩增技术检测微生物有一定助益,也为解释环介导等温扩增技术中假阳性反应和滚环等温扩增反应中的背景信号提供了线索．     

核酸体外扩增技术

核酸体外扩增是分子生物学研究的基础。随着生物技术的发展 ,出现了越来越多的核酸体外扩增技术。根据其特点可分为两类 :一类是靶核酸的直接扩增 ,如聚合酶链式反应、链替代扩增、连接酶链式反应、核酸依赖的扩增、Qβ复制、转录介导的扩增和滚环扩增等 ;另一类是信号放大扩增 ,如支链DNA、侵染探针等。就现有的核酸扩增技术的原理、特点及应用进行介绍。     

等温扩增技术及其结合CRISPR在微生物快速检测中的研究进展

等温扩增技术因其对仪器依赖性低、核酸扩增高效等优势,非常适合于快速检测,已在微生物快速检测领域得到了广泛应用。本文从核酸提取、等温扩增(以环介导等温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)和重组酶聚合酶扩增技术(Recombinase polymerase amplification,RPA)为例)和产物检测角度,就近年来核酸等温扩增技术的发展及其在病原微生物核酸快速检测领域的应用进行综述,并概述了核酸等温扩增技术与CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)基因编辑技术相结合的最新研究成果,为这些新兴技术的研究和未来的发展提供新思路。     

Strand Invasion Based Amplification (SIBA?): A Novel Isothermal DNA Amplification Technology Demonstrating High Specificity and Sensitivity for a Single Molecule of Target Analyte

Isothermal nucleic acid amplification technologies offer significant advantages over polymerase chain reaction (PCR) in that they do not require thermal cycling or sophisticated laboratory equipment. However, non-target-dependent amplification has limited the sensitivity of isothermal technologies and complex probes are usually required to distinguish between non-specific and target-dependent amplification. Here, we report a novel isothermal nucleic acid amplification technology, Strand Invasion Based Amplification (SIBA). SIBA technology is resistant to non-specific amplification, is able to detect a single molecule of target analyte, and does not require target-specific probes. The technology relies on the recombinase-dependent insertion of an invasion oligonucleotide (IO) into the double-stranded target nucleic acid. The duplex regions peripheral to the IO insertion site dissociate, thereby enabling target-specific primers to bind. A polymerase then extends the primers onto the target nucleic acid leading to exponential amplification of the target. The primers are not substrates for the recombinase and are, therefore unable to extend the target template in the absence of the IO. The inclusion of 2′-O-methyl RNA to the IO ensures that it is not extendible and that it does not take part in the extension of the target template. These characteristics ensure that the technology is resistant to non-specific amplification since primer dimers or mis-priming are unable to exponentially amplify. Consequently, SIBA is highly specific and able to distinguish closely-related species with single molecule sensitivity in the absence of complex probes or sophisticated laboratory equipment. Here, we describe this technology in detail and demonstrate its use for the detection of Salmonella.     

基于微流控芯片的核酸等温扩增技术研究进展

核酸等温扩增技术是一种在恒温体系内对核酸进行高效扩增的分子扩增技术,它能够在短时间内实现目的基因的指数增长。微流控芯片(microfluidic chip)技术是把研究样品制备、核酸富集、纯化和检测等多个操作步骤集成到一块"微型化"的芯片上,经自动化处理,得出实验结果,即"样品进,结果出"。将核酸等温扩增技术与微流控芯片相结合,不仅可以实现核酸快速扩增,还可以降低对实验器材的依赖。在床边即时诊断、病原体快速筛查中具有广阔的应用前景。综合国内外相关研究报道,综述了各种等温扩增技术原理,以及基于微流控芯片的核酸等温扩增技术应用,展望了集成化微流控芯片的发展趋势和应用前景。     

核酸恒温扩增技术研究进展

核酸恒温扩增技术在生命科学研究及相关诸多领域已经得到了广泛应用。我们对核酸恒温扩增技术的最新进展作一简要综述,包括环介导恒温扩增、链替代扩增、依赖核酸序列的扩增、滚环扩增、切口酶核酸恒温扩增、依赖解旋酶的恒温扩增、转录依赖的扩增、杂交捕获法、转录介导的扩增等的原理、优缺点及应用。     

AmpliDet RNA技术

随着分子生物学发展,核酸实时定量检测已成为人们研究的热点问题。分子标灯与NASBA结合实时检测ssRNA发展成为一种新技术,称为AmpliDetRNA。就NASBA扩增原理、分子标灯的结构和AmpliDetRNA的特点及应用作一简单介绍 。     

Application of nucleic acid amplification in clinical microbiology

The use of nucleic acid amplification methods in routine clinical microbiology laboratories is becoming increasingly widespread. The theory of polymerase chain reaction is described, including discussion of suitable microbal targets, extraction of nucleic acid from clinical samples, choice of primers, optimization of the process, laboratory design, contamination, and other problems as well as quality control. Other nucleic acid amplification methods such as ligase chain reaction, self-sustained sequence replication, strand displacement amplification, and branched DNA signal amplification are described and the choice of technology is discussed.     

Interactive Fluorophore and Quencher Pairs for Labeling Fluorescent Nucleic Acid Hybridization Probes

The use of fluorescent nucleic acid hybridization probes that generate a fluorescence signal only when they bind to their target enables real-time monitoring of nucleic acid amplification assays. Real-time nucleic acid amplification assays markedly improves the ability to obtain qualitative and quantitative results. Furthermore, these assays can be carried out in sealed tubes, eliminating carryover contamination. Fluorescent nucleic acid hybridization probes are available in a wide range of different fluorophore and quencher pairs. Multiple hybridization probes, each designed for the detection of a different nucleic acid sequence and each labeled with a differently colored fluorophore, can be added to the same nucleic acid amplification reaction, enabling the development of high-throughput multiplex assays. In order to develop robust, highly sensitive and specific real-time nucleic acid amplification assays it is important to carefully select the fluorophore and quencher labels of hybridization probes. Selection criteria are based on the type of hybridization probe used in the assay, the number of targets to be detected, and the type of apparatus available to perform the assay. This article provides an overview of different aspects of choosing appropriate labels for the different types of fluorescent hybridization probes used with different types of spectrofluorometric thermal cyclers currently available.     

转基因植物核酸成分检测技术研究进展

首先对转基因核酸成分检测的靶序列特征进行了阐述,对转基因植物核酸成分的定性、定量检测技术研究进展进行了综述,包括基于PCR的检测技术、基于等温核酸扩增的检测技术、基因芯片检测技术、基于高通量测序和新型转基因核酸检测技术(如生物传感器技术、毛细管电泳技术和纳米刻度技术等),重点介绍了各种检测技术的原理、特点、研究现状和发展动态,并对各种方法的优缺点进行了比较。