文 献 参 考

长程PCR的理想之选

 

简 介

  PCR技术是一种有效的研究手段,广泛应用于基因组分析、测序和基因表达等分子生物学研究中。但在一般条件下,用PCR仪扩增大于5kb的DNA片段一直是个难题。其主要原因在于:扩增大片段时标准缓冲液在高温下不能保持正常的pH值,从而导致模板DNA降解。降解源自脱嘌呤作用,即DNA分子中碱基和戊糖间的氮糖苷键发生水解。尽管脱嘌呤作用不是经常发生,约每25kb的单链DNA片段,每分钟才出现一次,但其足以影响长程PCR反应。因为长的模板有更多的位点对脱嘌呤作用敏感,加之扩增长片段时必需的高温低pH值条件,就更易导致脱嘌呤作用。一旦氮糖苷键断裂,Taq 酶就不能继续延伸过脱嘌呤位点,也就不能得到DNA扩增产物。另外一个重要的限制因素是用一般PCR方法扩增大片段模板
DNA之时,因耐热聚合酶如Taq DNA聚合酶缺乏纠错功能,其与模板碱基的错配几率会增加。本公司的TripleMaster PCR 系统因在缓冲液和聚合酶混合物方面独特的创新设计而解决了这些问题,因而可以克服一般PCR系统的缺陷,是科研工作者的理想选择[1,2,3,4]。

  本系统的缓冲液(TripleMaster PCR system’s Tuning buffer)采用了独特的两性离子体系(专利申请中)

它足可以在高温下(72ºC-94ºC)保持正常的pH值,从而将脱嘌呤作用引起的模板和扩增单位的降解效应降低到最低水平。并且,本系统的混合酶体系既有Taq DNA 聚合酶的活性,又有 3`--5` 核苷酸外切酶校正功能,同时还加入了聚合酶增强因子,既保证了高速的延伸速度又具有最大的辅助校正功能[5]。

材料和方法

Eppendorf TripleMaster PCR系统
Invitrogen ThermalAceTM DNA Polymerase
Stratagene EXLTM DNA Polymerase
Roche Expand Long Template PCR系统
Roche Expand 20 kbPlus PCR 系统
Eppendorf Perfect gDNA Blood Mini试剂盒
Eppendorf Mastercycler 梯度PCR仪
FIGE Mapper Electrophoresis系统(Bio-Rad)
OmniPur 琼脂糖(EM Science)
0.5 ×TBE(Eppendorf)
Ethidium Bromide(Sigma)

  本公司TripleMaster PCR系统与其他公司的专为长程PCR设计的系统进行了如下测试比较。平行扩增29 kb长度的人类第八因子基因(Human Factor VIII)和24kb、18kb的人类tPA基因片段。所有反应均按厂家推荐说明书操作。

罗氏公司的Expand 20kb Plus PCR系统用来扩增29kb和24kb的DNA片段, Expand Long Template PCR系统用来扩增18kb的DNA片段。扩增人类第八因子基因和人类tPA基因所需的引物分别由Integrated DNA Technologies和Sigma-Genosys(表 1 )公司合成,所有的试剂均按照产品说明书推荐使用的终浓度。基因组DNA是将全血保存于EDTA中,再用Eppendorf 公司的Perfect gDNA Blood Mini 试剂盒制备。对于其它公司PCR系统中不含有的PCR反应试剂,如去离子水,dNTP等,均采用与Eppendorf公司相同试剂。所有循环操作均在 Eppendorf Mastercycler Gradient PCR 仪上完成,并对不同引物和模板进行参数优化(见Figure 3 )。样品通过脉冲场凝胶电泳 (field inversion gel electrophoresis)进行分析:0.5×TBE缓冲液体系,180V 正向电压,120V 反向电压,0.1-0.8秒的电极转换。从50ml总反应中取出15ml上样到1.0 %的琼脂糖凝胶中,电泳16小时,然后在0.5 µg/ml的溴化乙锭溶液中染色并拍照。

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