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研究人员发现解开基因组DNA分子简单方法

发布时间: 2015-03-02 23:51:20   来源:中国化工仪器网 

  线性DNA分子的沉积,是许多单分子基因组学方法的重要步骤,包括DNA图谱、纤维-FISH和几种新兴的测序技术。在理想的情况下,这些实验中存放的DNA是完全线性和均匀拉伸的,从而使我们能够准确地测量距离。然而,在很少的情况下,当前用于在一个表面捕获和线性化DNA的方法,往往需要复杂的表面制备和大量起始原料,以完成基因组规模的作图。这对技术要求很苛刻,阻碍了它们在新兴基因组学领域的应用,例如单细胞分析。
  
  研究人员一直都试图寻求一种有效的方法,来解开DNA以研究其结构——在显微镜下巧妙地解开和理顺。目前,比利时鲁汶大学的化学家和工程师,设计出一种异常简单和有效的解决方案:他们将遗传物质注入到一滴水中,用吸管尖将其拖过覆盖有粘性聚合物的玻璃板。液滴就像一个球一样滚过底板,将DNA粘到底板表面。然后,就可以在显微镜下研究被解开的DNA。研究人员在2015年2月份的《ACSNano》杂志描述了这一技术。
  
  有两种方法来解码DNA:DNA测序和DNA图谱。在DNA测序过程中,我们研究DNA短链来确定一个DNA分子内核苷酸的确切顺序——碱基A,C,G和T。该方法可让我们进行非常详细的遗传分析,但很花费时间和资源。
  
  对于不需要详细分析的应用来说,例如确定一段给定的DNA片段是否属于一种病毒或细菌,科学家会选择DNA图谱。该方法使用尽可能长的DNA片段来测定DNA的“大画面”结构。DNA图谱可以与荧光显微镜结合使用,以快速识别DNA的基本特征。
  
  在这项研究中,研究人员描述了他们以前开发的一种作图技术的改进版本,称为fluorocoding,化学家JochemDeen解释说:“使用fluorocoding时,我们用彩色染料标记DNA,使其在荧光显微镜下是可见的。然后将其插入放在玻璃板上的一滴水和少量酸中。注入DNA的水液滴蒸发,留下伸展的DNA模式。”
  
  他继续说:“但这种沉积技术是复杂的,并不总是产生对DNA图谱很理想的长的、拉直的DNA。”他们组织了一个化学家和工程师的多学科小组,专门研究液体如何表现,以探讨如何优这种化技术。
  
  工程师Wouters Sempels解释说:“我们这种改进的技术结合了两种因素:一滴水的自然内流动态和一种称为Zeonex的聚合物,可与DNA结合的特别好。”
  
  “滚滴技术”是很简单、低成本和有效的,Wouters Sempels解释说:“我们用一种覆盖有一层聚合物Zeonex的玻璃薄片。我们不是让注入DNA的水液滴在玻片上干燥,而是用吸管尖将其拖过玻片。液滴在玻片上就像一个球,使DNA粘到玻片的表面。以这种方式被玻片“捕获”的DNA更长、更直。”
  
  为了测试该技术的有效性,研究人员将其应用于确切长度已知的病毒DNA。使用滚动液滴技术捕获的DNA,长度与已知的病毒DNA长度相匹配。
  
  滚动液滴技术可以很容易地应用于临床设置,快速识别DNA的特点,研究人员说:”我们的技术只需要很少的起始材料,可以快速地进行。例如,它可以非常有效地确定,患者是否感染了一种特定类型的病毒。在这项研究中,我们集中在病毒的DNA,但该技术也可以很容易地用于人类和细菌DNA。”
  
  该技术最终可能也有助于癌症研究和诊断。Wouters Sempels说:“经过进一步完善这项技术,我们能够迅速分辨出健康细胞和癌细胞之间的差异。”

 

(来源:生物通)



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