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新技術(shù)提升單分子DNA測序水平

發(fā)布時(shí)間:2024-6-26來(lái)源:青島市科學(xué)技術(shù)局點(diǎn)擊:返回列表

科技日報北京6月6日電 (記者張夢(mèng)然)美國格拉德斯通研究所團隊開(kāi)發(fā)了兩種新的單分子分析工具,可將所需的DNA量減少90%至95%。該研究成果發(fā)表在最新一期《自然·遺傳學(xué)》雜志上,展示了這些工具如何幫助科學(xué)家解決他們以前無(wú)法回答的生物學(xué)問(wèn)題。
單分子分析的黃金標準方法通常需要至少150000個(gè)人類(lèi)細胞,其中包含數百萬(wàn)個(gè)單個(gè)DNA分子。這意味著(zhù)研究人員在只有幾千個(gè)細胞可用時(shí),根本無(wú)法應用這些工具。
團隊此次開(kāi)發(fā)的新工具被稱(chēng)為“單分子實(shí)時(shí)標記測序”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)SMRT-Tag),它可同時(shí)繪制長(cháng)DNA片段中的堿基序列,以及DNA長(cháng)度上稱(chēng)為甲基的化學(xué)結構位置。甲基在基因表達中起著(zhù)關(guān)鍵作用,人們想要了解疾病,就需要了解它們在DNA上的配置方式。
團隊采用了全新“標記”方法,即利用細菌蛋白Tn5將DNA分子切割成更易于處理的片段,并用進(jìn)一步分析所需的化學(xué)成分對其進(jìn)行“標記”。研究面臨的挑戰是要讓“標記”能恰到好處地將少量DNA分解成約3000個(gè)到5000個(gè)堿基對的長(cháng)片段。他們用發(fā)夾狀結構“標記”每個(gè)片段的末端,形成便于測序儀讀取的長(cháng)DNA環(huán)。
研究證明,SMRT-Tag方法的性能與此前方法一樣好,但使用的DNA量要少得多,相當于在10000個(gè)細胞中發(fā)現的DNA量。
接下來(lái),團隊將SMRT-Tag與他們之前開(kāi)發(fā)的名為SAMOSA方法結合起來(lái)。SAMOSA可揭示基因表達機制如何輕松訪(fǎng)問(wèn)不同DNA片段。為了證明全新的“SAMOSA-Tag”工具的能力,他們將其應用于前列腺癌細胞(一些來(lái)自患者的初始腫瘤,一些來(lái)自已擴散到身體不同位置的腫瘤),這些細胞已被移植并在小鼠體內生長(cháng)。該方法成功揭示了染色質(zhì)可及性差異,這暗示了癌癥轉移的可能關(guān)鍵驅動(dòng)因素。
【總編輯圈點(diǎn)】
近年來(lái),科學(xué)家借助能以單分子分辨率研究人體DNA的技術(shù),極大地增進(jìn)了對人類(lèi)基因組、微生物組和疾病遺傳基礎的了解。通過(guò)如此詳細的DNA視圖,人們可看到早期測序技術(shù)無(wú)法檢測到的遺傳變異和結構細節,也可以對此前“無(wú)法下手”的少量樣本深入分析。這一升級到新水平的老技術(shù),正在成為人類(lèi)治療疾病、改善健康的利器。

  

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