基于核酸侵入反应的基因突变检测方法研究进展

肿瘤靶向药物治疗需要检测特异性的基因突变。尽管已开发出多种基于模板扩增的基因突变检测方法,但由于存在扩增产物交叉污 染的风险,其应用受到极大限制。基于信号扩增的核酸侵入反应,由于不存在扩增产物污染的风险,并且具有良好的单碱基识别特异性, 非常适用于基因突变的检测。因此,一系列基于核酸侵入反应的基因突变检测方法应运而生。综述若干基于核酸侵入反应的基因突变检测 方法原理与应用研究。     

用于高灵敏可视化检测松材线虫的闭管等温扩增法

建立了一种基于环介导等温核酸扩增技术(LAMP)的松材线虫高灵敏可视化闭管检测方法。针对松材线虫核糖体DNA的序列保守区域设计LAMP引物,通过优化LAMP体系中的Mg2+、甜菜碱浓度和反应温度等因素,建立了环介导等温扩增法;并结合蜡封反应管对产物进行检测,检测结果可直接通过肉眼观察SYBR Green I荧光显色进行判定。结果表明,本方法可检测到低至10拷贝/管的松材线虫核酸片段,可对单条线虫进行检测,并且具有很高的特异性,能区分检测松材线虫与拟松材线虫。由于整个反应恒温进行,无需热循环仪;闭管检测极大地降低了扩增产物交叉污染的风险;检测速度快,整个检测过程只需40 min,为松材线虫的现场快速筛检提供了一种简便、高灵敏、高特异的工具。     

PCR防污染技术的研究进展

聚合酶链式反应（PCR）是一种高灵敏核酸扩增技术,广泛应用于核酸检测中。但在实际应用过程中,扩增产物及其他核酸片段的污染会导致假阳性的结果,制约了PCR在临床检测中的应用。为了解决这一问题,建立了许多PCR防污染的方法,除了早期建立的并已得到广泛应用的物理隔绝法、光照法及水解法外,近年来还发展了酶消化法、化学修饰法及DEAE纤维素法。本文对PCR防污染技术的原理、应用及进展进行了综述。     

新一代测序技术的研究进展

大规模DNA测序技术是揭秘人类和其它生物遗传密码的重要技术,在分子生物学和基础医学领域有广泛应用。第二代测序技术的出现使DNA测序的通量大幅提高,测序的成本大幅下降,原来只有在大型测序中心才能完成的测序任务现在已经可以在更多的实验室展开。但是,早期的第二代测序技术仍然存在诸如文库构建过程复杂、测序成本依然较高等缺点。为了克服上述缺点,近三年发展了几种新的第二代和第三代测序技术,这些技术不仅继承了早期第二代测序技术通量高的优点,而且在文库构建等方面取得了重要突破,进一步简化了测序操作,降低了测序成本,缩短了测序时间。本文就几种最新的大规模测序技术的原理、特点与发展趋势进行简要介绍。     

热玫瑰小双孢菌来源的丙酮酸磷酸双激酶的表达及应用

以热玫瑰小双孢菌基因组DNA为模板, 通过PCR扩增得到了编码PPDK的基因, 将此基因片段插入到表达载体pET28a(+)中构建得到了重组表达质粒pET28a(+)-PPDK, 将重组表达质粒pET28a(+)-PPDK转化到大肠杆菌BL21(DE3)中, 经过IPTG诱导, 重组菌成功表达了N端带有6-His Tag的重组PPDK。经SDS-PAGE分析, 重组PPDK单体分子量为101 kD。经过镍亲和层析和超滤后, 重组PPDK蛋白基本达到电泳纯, 并被成功应用于焦测序中。     

重组丙酮酸磷酸双激酶与荧光素酶偶联催化ATP-AMP循环反应

丙酮酸磷酸双激酶（pyruvate phosphate dikinase, PPDK; EC 2.7.9.1）能够可逆催化磷酸烯醇式丙酮酸（phosphoenolpyruvate, PEP）、单磷酸腺苷（adenosine monophosphate, AMP）和焦磷酸盐（pyrophosphate, PPi）生成三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）、无机磷酸盐（orthophosphate, Pi）和丙酮酸（pyruvate）.以热玫瑰小双孢菌基因组DNA为模板,PCR扩增得到了编码PPDK的基因,将此基因片段插入表达载体pET24a (+),在大肠杆菌中表达C端融合His-Tag的重组PPDK.与我们先前表达的N端融合His-Tag的PPDK相比,酶的活性提高了20倍,提示该酶的N端对活性十分重要.重组PPDK单体分子量为98 kD.经过镍亲和层析和超滤后,重组PPDK基本达到电泳纯.重组PPDK与荧光素酶偶联能够形成1个ATP-AMP循环反应,在该循环反应中,荧光素酶催化ATP生成的AMP和PPi能够被PPDK重新转化成ATP,产生一个持续稳定的信号.     

用于新型冠状病毒检测的核酸等温扩增技术研究进展

核酸检测作为新型冠状病毒肺炎(COVID-19)筛查诊断和病情监测的主要手段,在疫情防控中发挥了重要作用。虽然实时荧光定量PCR被认为是新型冠状病毒(SARS-CoV-2)核酸检测的金标准,但其依赖荧光定量PCR仪且扩增检测时间较长,难以实现现场快速检测。因此许多基于核酸等温扩增的SARS-CoV-2检测方法相继诞生。等温扩增对仪器温控要求不高,通过与微流控芯片和可视化检测技术结合,可进一步简化操作、降低成本,为SARS-CoV-2现场快速筛查提供有力的技术支撑。本文围绕已报道的SARS-CoV-2等温扩增检测方法原理、检测性能及优缺点进行探讨,为进一步发展SARS-CoV-2现场快速检测平台提供参考。     

结直肠癌无创筛查技术研究进展

结直肠癌和高危腺瘤的早期诊断及治疗,能够大大降低其死亡率。因而,在临床普及结直肠癌筛查有助于遏制该疾病的危害。目前,结肠镜检查是结直肠癌诊断的金标准,但该方法需要肠道准备,且具有侵入性,易造成肠道穿孔等缺点,导致患者依从性差,不利于其作为大规模筛查技术推广实施。近年来非侵入性的结直肠癌诊断方法发展迅速,这类方法主要通过检测粪便或血液样本中与结直肠癌发生相关的生物标志物,为结直肠癌的无创筛查提供了可能。但由于粪便、血液样本的成分复杂,对其中生物标志物的检测技术仍然在不断研究和完善中。本文分别从基于粪便样本和血液样本的检测技术两方面入手,探讨了近年来结直肠癌无创筛查技术的研究进展。     

符合大肠癌早期无创分子诊断要求的粪便DNA样本贮存条件考察

目的:考察在不同温度下储存时间和反复冻融对粪便中人基因组DNA含量的影响。方法:1.将粪便样本在室温、4℃、-40℃和-70℃条件下分别放置不同时间和-40℃条件下保存并反复冻融后,使用QIAamp DNA Stool Mini Kit试剂盒提取得到粪便DNA,通过实时荧光定量PCR体系对人KRAS基因定量确定人基因组DNA含量,评价粪便样本不同冻存条件对其中人基因组DNA含量的影响。2.将粪便DNA样本在4℃和-40℃条件下分别放置不同时间和-40℃条件下保存并反复冻融后,评价粪便DNA样本不同冻存条件下对其中人基因组DNA含量的影响。结果:1).粪便样本常温放置2小时,其中人基因组DNA即发生明显降解(P0.01),4℃可保存3天左右,-40℃可保存4周,-70℃可保存3个月以上,粪便反复冻融第3次,其中人基因组DNA降解具有统计学意义(P0.05)。2).粪便DNA 4℃可保存3天,-40℃可保存4周,粪便DNA反复冻融第4次,其中人基因组DNA降解具有统计学意义(P0.05)。结论:符合大肠癌早期无创分子诊断要求的粪便DNA贮存条件:粪便样本室温收集后尽快保存;短期可处理的粪便样本存放在4℃条件下(3天内);暂无法处理则存于-40℃(1个月内);粪便样本长期保存在-70℃条件下,可保存3个月。     

基于核酸侵入反应的生物分子检测技术的研究进展

核酸侵入反应是由5＇核酸内切酶或flap内切酶催化的,能够识别切割核酸片段形成的特异性结构的一类反应。近年来发展了很多基于该反应的生物大分子检测技术,能够对DNA、RNA、miRNA及蛋白质进行高灵敏、高特异性的测定。这些技术大都无需扩增待测靶标,极大地降低了扩增产物交叉污染的风险,在临床检测中具有很大的应用前景。本文对这些检测技术的原理及应用作简要综述。