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定量PCR Taqman探針的應用[**篇]

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點擊量: 254323 來源: 上海拜沃生物科技有限公司

  Taqman探針雖然只發(fā)展了短短的幾十年,但是無論在技術上還是在應用上都有了長足的發(fā)展,尤其是配合著細胞生物學,病理學等方面的發(fā)展,應用領域有了很大的延伸。

  Taqman定量應用可以分為幾個層次,**個層次自然就是應用到臨床檢測,微生物檢測和食品檢測等方面,**個層次是分子生物學層面的,包括對各種基因的表達進行定量或者半定量的分析(同一基因在不同組織中的表達差異,同一基因在不同**處理后的表達差異,轉基因食品的檢測等),第三個層次是包括突變分析,等位基因分析,DNA甲基化檢測等在內的遺傳學檢測和單核苷酸多態(tài)性分析。

  **個層次:實際檢測應用

  這個層面主要是一些微生物檢測,食品檢測,環(huán)境監(jiān)測以及一些醫(yī)學臨床應用(病源體檢測,基因病診斷,傳染病檢測,微小殘留病變檢測等),在這些方面定量PCR與傳統(tǒng)的方法具有相似的靈敏度,但是耗時少,需要的勞動力也少,而且它們既可以從活著的也可以從死的病原菌中檢測和定量核酸,而傳統(tǒng)的微生物方法只能檢測活的病原菌。

  這些主要應用到的就是定量PCR在核酸濃度上的簡單定量,由于之前要想在分子操作過程中知道核酸的濃度,主要應用的方法是瓊脂糖凝膠電泳和分光光度計,但是這兩種方法前者靠主觀判斷,造成的偏差較大;后者很易受樣品中雜質的影響。因此定量PCR由于其靈敏度高、特異性強、無污染性和準確性等特點當然成為了**。

  **個層次:分子生物學應用

  檢測應用和分子生物學應用都是利用了定量PCR對基因表達的檢測,只不過前者是在臨床實際應用上,而后者則是側重于科學研究。在分子生物學上定量PCR的應用相當廣泛,包括基因轉錄檢測(即同一基因在不同組織中的表達差異),轉基因生物檢測,腫瘤耐藥基因表達等在內的高通量基因表達檢測(雖然Taqman相對于SYBR Green熒光染料,沒有那么靈活,但是在陸續(xù)各生物技術公司推出一些相應試劑盒,也保證了Taqman在高通量方面的應用)。之前的高通量篩選基因表達差異的技術是cDNA 芯片和差異顯示,但這兩種技術的缺點是只能定性而非完整意義上的定量分析。定量PCR 技術的出現(xiàn)無疑為這種檢測提供了極大的方便,利用定量 PCR檢測產物并進行熔解曲線分析的方法,已經對cDNA 芯片和差異顯示技術的結果進行了確認,而且得到了更加完整和**的結果。

  第三個層次:遺傳學,SNP分析以及深入應用

  點突變分析和等位基因分析:用不同的熒光報告基團標記的 Taqman探針分別與野生型和突變基因雜交。探針雜交的效率和其后的切除與雜交有關。如果一種染料的熒光信號明顯強于另一種則說明它是一個純合子,如果兩種熒光信號都增加則表明是一個雜合子。實時定量PCR 的數據被標在xy坐標軸上來區(qū)分特異的基因型。利用這種方法,能在不到兩個小時內很快對 96個樣本進行基因分型。這一方法*先由Sevall在文章“Rapid allelic discrimination fromreal-time DNA amplification”中提及。

  為了檢測突變體,可以設計兩種不同顏色的探針:一個探針設計來檢測野生型,可以標記FAM,另一個標記JOE的探針來檢測突變體。通常兩個探針的差別只有1個bp,由于兩個探針相差極小,因此一般推薦使用嚴格的反應條件。通過分析數據,兩個通道的結果會呈現(xiàn)在一個屏幕中,沒有標記物的曲線是CH1結果,有循環(huán)數的是CH2,*多可以有四個探針(兩個突變體)可以被分析,在編輯好基因型名稱,將域值調整到0以上后,結果就會在圖下方的表格中顯示出來。

  DNA甲基化分析:CG 島內胞嘧啶的甲基化形成 5’-甲基胞嘧啶被認為和許多人類**特別是癌癥有關。Laird等人利用一種被稱作 Methylight 的技術。 Methylight 是一種基于 Taqman 探針的甲基化特異定量 PCR技術。在擴增之前先處理DNA ,使得未甲基化的胞嘧啶變成尿嘧啶,而甲基化的胞嘧啶不受影響,用特異性的引物和 Taqman 探針來區(qū)分甲基化和非甲基化的DNA ,這種方法不僅方便而且靈敏度更高。特異的引物和 Taqman 探針被用來區(qū)分甲基化和非甲基化的 DNA 。和其它實時 PCR 方法一樣,Methylight無需電泳,因而提高了反應的靈敏性和通量。這種方法的靈敏性在食道癌病人血液中癌細胞異常甲基化的DNA檢測中被證明。

  低密度表達譜分析:這一方面主要是配合ABI的系列產品:TaqMan® Low DensityArrays。這個芯片是從人,小鼠和大鼠的基因中挑選的4萬個arrays,可以根據用戶要求在反應板中固化不同基因的檢測探針和引物,同時檢測1個標本的384個不同的基因或8個標本的48個不同的基因,而且這個試劑盒是pre-loaded,方便使用,同其反應體積小(2ul),節(jié)省試劑的優(yōu)點一起構成了這個適用于標準化,中高通量基因表達研究的試劑。

  SNP分析:SNPs,即單核苷酸多態(tài)性,這種人類*常見的可遺傳變異占據了所有已知多態(tài)性的90%以上,因此作為研究個體對不同**的易感性或者個體對特定**的不同反應有著重要的意義,也因此國際人類基因研究學會花費大量的資金來完**類單體型圖譜。SNP分析從根本上來說其實就是確定一對染色體的每種基因的兩個拷貝,哪種點突變在這兩個拷貝中存在,因此利用定量PCR方法,并配合芯片技術可以快速靈敏的檢測到SNP結果。ABI號稱有數以千記的定量PCR試劑盒,自然在這方面也不會留下空白,TaqMan SNP Genotyping Assays包含了一百萬的HapMap SNPs(人類單核苷酸多態(tài)性圖譜SNPs),方便SNP分型高通量研究。

  細胞因子分析:細胞因子是一種由細胞分泌、能調節(jié)自身和其他細胞功能的小分子可溶性蛋白質或多肽。這種調節(jié)蛋白主要通過調節(jié)**反應而在**系統(tǒng)中起著核心作用。因此在許多**致病途徑,對細胞因子mRNA表達譜的可靠定量是很重要的。由于受檢樣本中細胞因子含量往往往往都比較低下,因此定量PCR以其高敏感性和準確性在細胞因子的定量中越來越受到青睞。

  MicroRNA分析:miRNA這種小分子從2003年一直“火”到了如今,其魅力不可小窺,傳統(tǒng)的檢測和定量miRNA的方法是northern雜交,芯片技術以及核糖核酸酶保護分析(ribonuclease protectionassays),這些方法都需要標記探針并與純化的RNA進行雜交。但是由于成熟的活性miRNA及其前體有一段相同的靶序列,而基于雜交的各種技術又無法通過分子大小將它們區(qū)分,因此很難專一性的識別成熟miRNA,結果導致很高的前體背景信號,而且這些技術需要標記步驟或放射性同位素,費時,費錢還不討好。利用Taqman技術可以發(fā)揮定量PCR的優(yōu)點來解決這些問題,但是要定量miRNA又一個*大的難題:即小RNA分子太短(-22nt),無法按常規(guī)設計隨機引物進行反轉錄和實時PCR。ABI提供了一種試劑盒:TaqMan® MicroRNAAssays,設計特異性的莖環(huán)狀反轉錄引物,這樣有兩個好處:專一性的與成熟miRNA結合;形成反轉錄引物/成熟miRNA復合物,并在miRNA的5’末端延伸。這樣就得到一個較長的反轉錄擴增子,為進一步做實時定量PCR提供了符合要求的摸板。