新的DNA扩增技术在体温下起作用
日本的科学家说,他们已经开发出一种放大DNA的方法,适合在基于DNA的计算和分子机器人等新兴领域中使用。通过实现高度敏感的核酸检测,他们的方法可以改善疾病诊断并加速生物传感器的开发,例如用于食品和环境应用。
来自日本雅培的东京工业大学(Tokyo Tech)和日本电子通信大学的研究人员发表了一篇文章(“无泄漏的百万倍DNA扩增,带有锁定核酸并在一个罐中进行了靶向杂交 ”)在有机和生物分子化学中描述了一种在体温(37°C / 98.6°F)下实现百万倍DNA扩增和靶向杂交的方法。
科学家注意到,这项名为L-TEAM(低温度扩增)的技术是超过五年研究的成果,与传统PCR(用于扩增感兴趣的DNA片段的主要技术)相比,具有许多优势。
“开发了等温级联反应,该反应以指数方式放大了预设计的单链DNA,作为基于DNA的计算和分子机器人技术的传感器和信号放大器模块。利用发现的优势,即锁定的核酸可以抑制从头开始的 DNA合成问题,在一个反应器中,在生理温度下,可以实现高达百万倍的扩增速率和同时发生的杂交。尽管将锁定核酸引入模板的作用很复杂,但是在扩增过程中对于不同的DNA序列,通常可以抑制不希望的泄漏DNA扩增。”研究人员写道。
“目前的反应可检测一个DNA作为输入,并产生大量的另一个DNA作为输出,在分子浓度和扩增时间之间具有高度相关性,可用于核酸定量。”
东京理工大学计算机学院的助理教授Ken Komiya博士解释说,凭借其“一锅式”设计,L-TEAM无需进行通常与PCR相关的加热和冷却步骤以及专用设备。他继续说,这意味着它是一种有效,廉价的方法,可以重要地防止蛋白质变性,从而为实时分析活细胞开辟了一条新途径。
在他们的研究中,研究人员将称为锁核酸(LNA)的合成分子引入了DNA链,因为已知这些分子有助于在杂交过程中实现更大的稳定性。LNA的添加带来了意想不到但有益的结果。研究小组观察到“泄漏”扩增(一种非特异性扩增)水平降低,这一直是DNA扩增研究中的一个问题,因为它可能导致疾病诊断错误,即假阳性。
Komiya说:“我们惊讶地发现LNA克服了DNA扩增反应中常见的泄漏问题的新颖作用。” “我们计划详细研究泄漏放大背后的机制,并进一步提高L-TEAM的灵敏度和速度。”
在不久的将来,该方法可用于检测短核酸,例如用于医学诊断的microRNA。特别是,它可以促进即时检验和疾病早期检测。如今,MicroRNA被越来越多地认为是用于癌症检测的有前途的生物标志物,并且可能是揭示人类健康和环境科学许多其他方面的关键。
此外,小宫说,L-TEAM为DNA计算和DNA控制的分子机器人技术的实际应用铺平了道路。他指出:“这项工作的最初动机是构建新型的扩增模块,这对于构建先进的分子系统至关重要。” “这样的系统可以洞察生物背后的运作原理。”
推荐内容
-
揭秘决定幽门螺杆菌的癌蛋白水平的基因因素
2019年2月21日消息,感染幽门螺杆菌——尤其是可以产生肿瘤蛋白CagA的菌株是胃癌的一个高风险因素。过去的研究已经发现CagA转录产物(该...
-
云知声获“医健AI·漂亮50”三大提名 推进人工智能医疗应用
日前,由中国卫生信息管理杂志指导,健康界和博鳌医学创新研究院主办的中国医学创新大赛·人工智能暨‘医健AI·漂亮50’活动...
-
利用细菌可视化肿瘤中的巨噬细胞
癌症的诊断和治疗对医生来说是一个挑战,而使肿瘤异质性变得如此具有挑战性的部分原因。但研究人员现已表明,红细菌属的无害紫色细菌 可用
-
医美咨询服务平台美呗完成数千万融资
3月7日上午,医美咨询服务平台美呗宣布完成数千万B+轮融资,投资方为四川省电子商务产业股权投资基金、四川省健康养老产业股权投资基金。美
-
进口降脂药选什么成分的好?
近些年来,高血脂在我们生活中算是名噪一时很多人都对这个词比较熟悉,一般来说高血脂在中老年人单重发病率比较高,但是这几年数据...
-
益生菌衍生的分子优化免疫系统以对抗病毒性炎症疾病
据一项新的希望城市研究报告称,在你的肠道中存在某些微生物可能会增强免疫系统抵御疱疹病毒攻击的能力,这种攻击会导致致命的脑部炎症...
-
食用植物疫苗一种新的植物保护方法即将来临
正在寻求新技术来取代用于保护植物的传统杀虫剂,特别是谷类等可食用植物。赫尔辛基大学与法国国家科学研究中心(CNRS)之间的一个新合作项目
-
Llinás为基础科学小组及其如何实现新的药物干预做出了贡献
两名宾夕法尼亚州立大学的研究人员参与了全球疟疾消除和根除的最新研究议程的制定。生物化学和分子生物学教授ManuelLlinás与昆虫学
-
弯曲的底物限制了扩散并诱导干细胞的分化
佛罗里达理工学院的盛源阳发明了一种发明,它可以自然地缩小干细胞的扩散范围,并有可能诱导和调节它们的分化。使用Yang的专利和正在申请专
-
研究显示雷帕霉素对衰老的作用有限
根据在线发表在《临床研究杂志》上的一篇论文,雷帕霉素是一种免疫抑制剂,据报道可将小鼠的寿命延长多达14%,其抗衰老作用有限。雷帕霉素