大鼠尿激酶SYBR Green I real time RT-PCR引物的设计

设计用于SYBR Green I法实时定量逆转录多聚酶链反应(QRT-PCR)检测大鼠尿激酶型纤溶酶原激活因子(uPA)mRNA的引物。从基因库获取靶基因及相关序列,充分收集争分析相关生物信息学数据,应用Oligo 6.22设计出一对长度为21bp的引物,其GG含量为52.4%;上下游引物3’最稳定二聚体和及发夹结构的能量分别为-1.5、-0.40 kcal/mol和-3.5、-O.90 kcal/mol,引物间最稳定二聚体为-3.1 kcal/mol。5’端和中间△G值较高,高于3’端△G;引发效率分别455和403。实验证明,该引物能够高效、特异地实现对靶序列的检测,适用于SYBR Green I法实时定量检测(uPA)mRNA。     

PCR引物设计及软件使用技巧

介绍了使用软件设计PCR引物的技巧。在PCR引物设计原则的基础上 ,详细介绍了两种常用引物设计软件的基本使用方法 ,并对其各自的优缺点进行了比较。一般性引物自动搜索可采用“PremierPrimer 5”软件 ,而引物的评价分析则可采用“Oli go6”软件。     

用于聚合酶链式反应(PCR)引物设计的计算机程序

 本文报道了两个用于PCR引物设计的计算机程序PCRDESN和PCRDESNA。PCRDESN程序主要从以下4个方面评价用户自己设计的一对引物的质量:(1)引物内的碱基反向重复或发夹结构,(2)两个引物之间的碱基互补配对,(3)两个引物之间的同源性,(4)引物的碱基组成及特点和T_m值计算。通过用多例文献发表的及本院有关实验室提供的引物对序列的验证,确定了程序的运算参数,证明该程序能较好地检验引物对的质量和解释某些PCR实验失败的原因。PCRDESNA程序采用逐级优化的方法和比PCRDESN所选用的更严紧的引物选择参数对用户提供的核酸序列进行快速检索,以确定所有可能的和合适的引物对。     

四步法消除SYBR GreenⅠ实时定量RT-PCR中引物二聚体的影响

为建立一种新的SYBRgreenⅠ实时定量RT PCR方法 ,使之能够有效消除引物二聚体 (PDs)对实时定量结果的影响 .对RT PCR特异性扩增产物和PDs分别进行了凝胶电泳检测和熔解曲线分析 .依据PDs和扩增产物的熔解温度 (Tm)特点 ,在通用的三步法的延伸步骤之后 ,增加一个短暂的 (5s)恒温和荧光检测步骤 ,使这个步骤的温度高于PDs的Tm,但低于扩增产物的Tm,简称该法为四步法 .PDs的Tm 通常高于 72℃ ,但低于扩增产物的Tm .将四步法第四步的温度设置在高于PDs的Tm ,但低于扩增产物的Tm 时 ,四步法能够有效地消除PDs的影响 .对三步法和四步法SYBRgreenⅠ实时定量RT PCR进行了比较 ,发现三步法根本不能用于RNA的实时定量 ,而四步法能够实现包括低丰度RNA在内的RNA的定量 .选择Tm 值尽可能小的引物 ,使PDs与扩增产物Tm 值之间有足够的差距 ,将更有利于四步法的应用 ,并可成功地用于低丰度RNA的准确定量     

MutPrimerDesign:用于人类基因编码区域突变位点的引物设计程序

位于基因编码区的DNA突变与基因的功能密切相关。在已知人类基因编码区的突变位点时,如何在基因组上设计引物验证该突变是一个重要的问题。本文利用Python语言开发了引物设计程序MutPrimerDesign。MutPrimerDesign通过解析人类基因组序列数据库以及基因注释信息,转换基因编码区坐标为基因组坐标,并调用Primer3的python程序包接口,可批量自动化完成基因突变位点的引物及探针序列设计。MutPrimerDesign使用简便,可识别多种数据库的基因名称,并能够修改引物常规参数,实现引物的快速调整。     

MethyScan：一种甲基化特异性PCR引物设计及评估工具

DNA甲基化是重要的表观遗传现象,对基因表达发挥重要调控功能.大量研究表明,基因DNA甲基化是重要的临床诊断生物标志物.在临床上,实施快速、准确的DNA甲基化状态检测是诊断应用的前提和关键.甲基化特异性PCR(methylation specific PCR,MSP)通过将两种引物与甲基化、非甲基化模板各自特异性结合和扩增,实现基因甲基化状态的区分,是切实可行、简单便捷的临床诊断实验技术.但是,不同于常规PCR,MSP主要存在如何强化引物-甲基化/非甲基化模板特异性结合、降低引物序列Tm值差异、去除假阳性扩增及提高敏感性等四大难点.尽管大多数MSP引物设计软件对上述难题都提出了各自解决办法,但在引物设计影响因素考虑、设计与评估并行处理及特异性扩增预测等方面仍然存在较大缺陷.为此,本研究通过对MethPrimer、MSPPrimer、MethBlast、BiSearch等现有MSP引物设计软件原理的深入探究,以及对Bowtie、SAMtools和BEDTools等工具的有效综合整合,基于图形库Matplotlib和第三方Python功能库BioPython与Primer3-py实现了具有系列优点的甲基化特异性PCR引物设计与评估可视化工具MethyScan.它具有引物设计、基因组索引、引物评估等三大完整功能模块,不仅可快速进行MSP引物设计,实现巢式(Nested)引物适配,还可基于4种基因组碱基转换模板分析引物结合信息,图形化展示非特异性扩增与目的片段差异,从而综合评估引物特异性-非特异性扩增.同时,对食管癌、结直肠癌等多种恶性肿瘤中6个潜在生物标志物TFPI-2、NDRG4、CDKN2A、CD44、CASP8和SDHD的甲基化引物设计对比结果表明,MethyScan不仅可获得更多CpG位点的检测引物,而且所获得MSP引物位置与其他软件结果相同或相近,且引物间Tm值差值更小.总之,作为首个图形化展示特异性-非特异性扩增差异MSP引物设计工具,MethyScan可有效提高甲基化引物设计准确性,为临床DNA甲基化检测项目开展、检测试验实施及诊断试剂盒研发提供有力支撑.MethyScan工具下载地址:https://github.com/bioinfo-ibms-pumc/MethyScan.     

大数量序列的PCR保守引物设计实践

引物设计前的序列的全面检索,未注释序列的归类,经多序列比对求带有模糊碱基代码标识(IUPAC ambiguity codes)的共有序列,对设计高质量的引物至关重要,是引物设计过程的难点。目前,综合性核酸序列分析软件,单功能应用软件,在解决上述问题时均显不足。应用互联网提供的在线生物应用程序实践了一种多程序组合使用设计大数量序列的保守引物的方法,探讨了实现大数量序列的保守引物设计的一般流程。     

引物间同源性和裂口对PCR扩增的影响

采用ＰＣ／Ｇｅｎｅ软件对能扩增出特异睡不能扩增的ＰＣＲ引物进行同源性比较,同源间“裂口（ｇａｐｓ）”差数的统计,得出源率小于或等于３５％,“裂口”差数大于或等于３,是获得理想ＰＣＲ扩增效果的关键参数之一的结论,为引物设计提供了一条直观的依据。     

Primer Spanner:一个高效的定点突变PCR引物设计在线工具

基于PCR的实验策略在生物工程研究中具有广泛应用,如定点突变(site-directed mutagenesis,SDM),DNA拼接和载体构建。引物设计是这类实验技术中的关键一环,因其直接影响扩增效率和PCR产物的拼合。在嵌合式引物设计方法(一对突变引物在5'端具有互补序列)的基础上,开发了一个在线工具Primer Spanner(PS),可简单高效获得设计定点突变引物。PS可应用于单碱基或连续多碱基替换、插入、敲除等突变形式。通过大量突变实验与测序验证,结果表明该工具设计的引物进行的定点突变效果良好1)。     

紫杉醇酰化酶多基因家族成员克隆时的引物设计与PCR参数优化

紫杉醇酰化酶多基因家族是催化红豆杉紫杉醇合成过程中的各酰化酶基因的总和。该基因家族的不同成员之间具有很高的保守性,本实验以该基因家族中的紫杉烷2α-O-苯甲酰转运酶（TBT）基因克隆为例,从引物设计与PCR参数优化角度,总结了针对类似高保守性多基因家族的基因克隆的经验,表明分别在保守性极高部位设计第一次扩增引物及在保守性极低部位设计巢式引物,并采用touchdown PCR程序及高效能的Zaq DNA聚合酶是成功的关键。     

利用MPprimer设计引物并优化扩增条件以提高多重PCR效率的实验研究

多重PCR技术广泛应用于多个研究领域,其中引物设计及扩增条件是提高多重PCR实验效率的关键因素.为探讨优化多重PCR实验的方法,以小鼠5个看家基因为研究对象,使用实验室新近开发的MPprimer程序设计多重PCR引物,并通过改变多种反应条件来优化多重PCR实验.结果表明,MPprimer程序能够设计出理想的多重PCR引物,并且通过对退火温度及延伸时间进行优化,可显著提高多重PCR实验效率,对于提高基因表达的规模化检测能力具有积极的促进作用.     

水貂肠炎病毒SYBR GreenⅠ荧光定量PCR检测方法的建立

根据Gen Bank登录的水貂肠炎病毒(MEV)VP2蛋白基因的保守序列设计了1对特异性引物,经PCR扩增出146bp的目的片段,并克隆到pMD 18-T载体上,提取重组质粒经PCR及测序鉴定正确后,以10倍梯度稀释质粒作为阳性标准品,绘制荧光定量标准曲线,以此建立一种基于SYBR Green荧光染料的定量PCR特异性检测水貂肠炎病毒的方法。结果表明:该方法对MEV有很好的特异性,检测灵敏度为34拷贝/μL,且重复性试验变异系数均小于2%。临床检测中,在80份样品中检测到30份阳性样品,高于普通PCR和电镜观察方法的检出率。该方法的建立实现了对MEV临床早期快速诊断和定量分析,为毛皮动物MEV的防控提供了可靠的检测方法。     

原核细胞mRNA差异显示技术的引物设计

由于原核细胞mRNA3'端不存在ploy(A)结构,因而原核细胞DDRT-PCR引物设计不同于真核细胞。尽管不能根据oligo(dT)设计引物,但利用全基因中高度分散重复的短序列或回文序列却能有效克服mRNA分子结构的影响,最大限度地扩增全长cDNA;并且这2种引物设计方法还可以提高RNA指纹图谱的重复性,降低反应的假阳性,从而为原核细胞DDRT-PCR引物设计提供新的思路。     

人4型腺病毒拷贝数SYBR Green Ⅰ实时定量PCR检测方法的建立

目的:建立检测人4型腺病毒拷贝数的荧光定量PCR方法。方法:提取本实验室构建的4型腺病毒全基因组质粒,以梯度稀释质粒为标准模板,选取人4型腺病毒六邻体区域基因设计一对特异性引物,进行SYBR GreenⅠ荧光定量PCR扩增并制作标准曲线。结果:标准曲线为y=-4.284x+53.468,由全基因组质粒所构建的标准曲线线性关系良好,扩增反应Ct值与拷贝数的对数呈线性关系(R2=0.999 609),检出敏感度可达1×102拷贝/μL,且与其他几种腺病毒无交叉反应。用该方法检测4型腺病毒感染细胞2、12和24 h后的病毒拷贝数,其病毒拷贝数随时间增加,与细胞病变(CPE)变化保持一致,且荧光定量PCR的测量结果稳定(变异系数6%)。结论:建立了检测人4型腺病毒基因拷贝数的荧光定量RT-PCR方法,该方法灵敏度高、特异性强。     

Real—time TaqMan RT—PCR快速检测犬瘟热病毒方法的研究

按照犬瘟热（CDV）N基因序列,设计合成了特异性引物和探针,经各反应条件的优化,建立了Real—time荧光定量RT—PCR技术,对细胞培养物、肝脏、肺脏、脑、脾脏、淋巴结以及鼻腔拭子等组织病料中的CDV进行了特异性检测和敏感性试验。同时,利用建立的Real—time荧光定量RT—PCR方法与常规RT—PCR以及韩国BIOINDIST生产的BITRAPIDCDV检测试剂盒对57份临床样品进行了检测。结果：用20pmol／mL的引物浓度各luL和20pmol／mL的探针浓度0.3uL,获得的荧光信号最强,曲线平滑。敏感性高,可检测到1.24×3ng／uL的病毒RNA;特异性强,与NDV、AIV、NiPV等RNA病毒不发生交叉反应。试验重复性的变异系数（CV）分别为2．3％、2．5％和4.2％;与常规RT—PCR和BIOINDIST生产的BITRAPIDCDV检测试剂盒相比较,该方法具有快速、特异、敏感、可定量,并可同时检测大量样品等优点。     

DNA聚合酶与引物/模板的相互作用对PCR效率的影响

PCR是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,引物的优劣直接关系到PCR的特异性与成功与否。传统的PCR引物设计软件基本上忽略了DNA聚合酶与引物/模板的亲和性对PCR效率的影响。为揭示DNA聚合酶与引物/模板的相互作用是否对PCR的效率有影响,通过构建Taq DNA 聚合酶与不同序列引物/模板DNA相互作用的三维结构模型,采用MM/GBSA方法计算复合物的结合自由能,以结合自由能为参数,为人血清白蛋白基因(Human Serum Albumin gene,HSA gene)和结核杆菌pyrF基因(Mycobacterium tuberculosis pyrF gene)设计了PCR引物。PCR实验结果表明,引物的PCR效率与结合自由能相关：引物与聚合酶的结合自由能越低,PCR实验的效率相对越高。这说明DNA聚合酶与引物/模板的相互作用对PCR效率有重要影响。因此,引物/模板DNA与聚合酶的结合自由能可以作为PCR引物设计的新参数。     

一种用于优化PCR引物设计的短链DNA熔点分析方法

目前,PCR引物设计主要依赖于软件对引物熔点的模拟计算,而PCR退火条件的优化需进行不同条件下的扩增实验。为开发一种可高效、精确评价引物和确定退火条件的方法,本研究采用高分辨率熔解曲线（high resolution melting,HRM）测定技术直接分析短链DNA的熔点,用于引物优劣性的评价,并为退火条件的优化提供参考。本文用HRM法直接测定了非完全互补的双链DNA以及DNA发卡结构的熔点,结果显示：（1）与完全互补的双链DNA相比,较为稳定的单碱基错配A?G、G?G和T?G的熔点只降低2℃ ~ 3℃,部分双碱基错配的熔点只降低4℃ ~ 6℃,单碱基突出熔点只降低4℃~ 5℃。因此,如果采用的退火温度不当,部分错配的非目的模板可能会被扩增。（2）即使发卡结构的茎干区只有6 bp,当其环区碱基少于10 nt时,其熔点也可达到60℃以上。此外,环区的长度对发卡熔点也有较大影响。根据本研究结果发现,引物设计时应尽量避免模板引物结合区同其邻近的30 nt碱基有6 bp以上的互补部分。综上所述,本研究证明HRM熔点法是一种高效评价引物及确定退火温度的方法。     

戊型肝炎病毒通用性PCR引物的设计及其基因分型的研究

针对戊型肝炎病毒(HEV)基因分型尚无统一标准的现状,本研究通过分析GenBank中现有的82株HEV基因组全序列,设计一组HEV通用性PCR引物(HEVuPrimer)用于扩增不同基因型HEV可测序长片段,分别基于全基因序列、HEVuPrimer扩增序列和较常用的MXJ引物扩增序列对82株HEV进行基因分型,再以HEVuPrimer扩增1～4型HEV参考株和HEVIg M抗体阳性的临床标本,进行HEV基因分型的研究。研究结果表明HE-VuPrimer扩增区段与全基因序列对82株HEV的基因分型结果完全一致;HEVuPrimer与HEV序列的匹配程度明显高于MXJ引物,且HEVuPrimer区段的基因分型结果较MXJ区段的更为准确。HEVuPrimer可同时扩增出不同基因型HEV基因片段。124份临床标本中,60份测出特异性HEV RNA,阳性率为48.4%,基因分型结果均为4型HEV,但分属于4个不同的基因亚型,核苷酸同源性为80.0%～99.9%,其中有6例近期分离的HEV毒株形成一新的基因亚型。因此,基于HEVuPrimer扩增区段的HEV基因分型方法具有较高的可靠性和可信度,为建立统一、可行的HEV基...