生工精選:基于PCR方法的基因序列全長獲取策略
日期:2012-12-21 09:52:45
在最新一期《中國生物工程雜志》上,來自吉林農(nóng)業(yè)大學動物科技學院的研究人員發(fā)表了題為“基于PCR方法的基因序列全長獲取策略”的文章,介紹了基于PCR方法的基因序列全長獲取方法,這將有助于基因結(jié)構(gòu)、功能及其表達產(chǎn)物特性的研究。
高通量DNA測序技術(shù)的建立與發(fā)展為基因組數(shù)據(jù)庫的建立與研究奠定了基礎(chǔ),但是作為一種補充,通過酵母雙雜交、抑制性消減雜交、基因芯片技術(shù)、噬菌體表面展示等分子生物學和生物信息學技術(shù)進行特定性狀目標基因的鑒定和分析,同樣具有重要意義。利用這些技術(shù)篩選得到的部分基因序列獲得目標基因的全長序列,為目標基因生物學功能的進一步研究和應(yīng)用奠定了前期基礎(chǔ)。
對于基因組測序已經(jīng)完成的少數(shù)物種來說,可以輕松地從數(shù)據(jù)庫中找到已知序列的側(cè)翼序列,但是這只是研究少數(shù)模式生物的情況。而對于自然界中種類繁多的其他生物而言,基于PCR技術(shù)建立的多種染色體步移方法和cDNA末端快速擴增技術(shù)實現(xiàn)了通過已知片段快速獲取未知基因序列的研究目標。依據(jù)原理,該方法可分為反向PCR 、 外源接頭介導(dǎo)PCR和隨機引物PCR三類。各類技術(shù)各有優(yōu)缺點,且應(yīng)用的主要領(lǐng)域和潛力各有差別。
文章介紹了反向PCR,外源接頭介導(dǎo)PCR,隨機引物PCR的各方面情況,指出,雖然早期建立的反向PCR連接效率較低,易產(chǎn)生較高的非特異性擴增,但簡單快捷的特點使其在鑒定T-DNA插入位點、基因融合位點等方面應(yīng)用較多,外源接頭介導(dǎo)PCR則因特異性的提高而備受歡迎,并衍生出單特異引物PCR、捕獲PCR和步降PCR等多種技術(shù),取得了較理想的擴增效果。
而在大量樣品分析中,自動化程度較高的隨機引物PCR則更具優(yōu)勢。隨著功能強大的聚合酶、連接酶、反轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn),推動了各種基于PCR的基因序列全長獲取策略的發(fā)展,很多策略也因此而得以改進和整合,并獲取更理想的實驗結(jié)果,為研究基因結(jié)構(gòu)、功能及其表達產(chǎn)物特性的研究提供了更完整的信息。
文章最后也指出了這些PCR方法的一些局限性,比如I-PCR必須借助于特異引物和環(huán)化處理,具有一定的特異性,外源接頭介導(dǎo)PCR雖擁有較高的特異性和類似I-PCR的實用性, 但步驟較為繁瑣。兩種方法都要進行酶切消化, 對限制性內(nèi)切核酸酶產(chǎn)品有一定的選擇要求, 對樣品數(shù)量及質(zhì)量也有較高要求。
而TAIL-PCR雖然采用了不適合于高度重復(fù)序列分析的隨機引物,但與多對特異引物組合,通過巢式擴增和溫度篩選提高了反應(yīng)特異性,同時,其自動化程度較高, 在對大量樣品及轉(zhuǎn)座子等大量插入位點側(cè)翼序列分析時,該方法顯示了非常優(yōu)越的特點。
RACE技術(shù)在cDNA全長序列獲取上具有快速有效特點,但由于poly(T)或poly(G)引物的應(yīng)用,特異性受到影響。
隨著不同方法的相互結(jié)合與滲透, 優(yōu)勢互補, 將會促使完整基因組序列的快速高效獲取, 并逐步提高其特異性。TAIL-PCR有效減少了非特異性擴增,PEETA法不但有效地克服了“CpG島” 的不良影響,也提高了特異性。如果兩者結(jié)合使用, 相信可以獲得更理想的結(jié)果。而將染色體步移的特異性和高效性與RACE的簡單快速結(jié)合起來將會建立起新的更高效的RACE技術(shù), 更好地服務(wù)于科研。
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