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小片段法进行基因分型(一)

2020.7.13

摘要:

      背景:用于基因分型的高分辨率熔解曲线技术既简单又有效。在以熔解为基础的方法中,探针法是基因分型的黄金标准,可以将等位基因与目标的匹配完全区分开。小片段基因分型法是代替探针的基因分型法。异源双链核酸分子的存在使得检测纯合子变得容易,其熔解峰的形状有明显的改变。纯合子G/C或A/T的基因分型比较困难,因为其等位基因的Tm值相似。这些碱基对改变的纯合子用小片段法很难区分。样品间的温度、buffer和体积的变化限制纯合子的分离。不管仪器是多么精确,用户操作的变化是需要注意的,减少这种变化的方法可以改进小片段基因分型。利用内部特定反应的标准可以克服这些限制。
      方法:合成校准的核苷酸,与其互补链的浓度相同。用普通PCR仪进行PCR反应,反应时有LC Green和内标的存在。PCR反应之后,将其放入LightSanner中,扫描55℃-97℃范围内的数据。标准品熔解的特征是成一条线的,用于转换每个样品的荧光数据。测序之后确认基因型。我们通过测量每个样品的峰形与基因型一致的平均Tm值的距离,评估较正之前和之后纯合子基因分型的错误率。 当样品的Tm值与不正确分组平均Tm值相近时,可以观测到错误。
      结果:通过扫描大量的样品板及PCR目标校准,使得碱基对SNP突变的基因分型敏感性从90%增至99%。校准之后,Tm标准差从0.056降至0.027℃。
      结论:在小扩增子内用温度内标可以改进G/C和T/A的碱基改变的基因分型。此工作由美国国立卫生研究院的R44DK069106和R44HD053215到SFD和R42GM072419和R42GM073396到CTW资助。

背景:
      由于核苷酸的遗传性能,变性或熔解,基因型之间的特征是多样性的。以探针为基础的基因分型有相当大的特定等位基因温度偏移——几摄氏度的优势。高分辨率提供全部双链转换的详细的图,使排除探针法变得可能。另外,检测全部扩增时,可以获得每个实验碱基数目的密度达到20倍的。尽管如此,因为潜在的相似的熔解温度和熔解形状,探针系统检测纯合子是比较困难的。小片段法提供一种简单的基因分型解决方案。


尤其是,小片段熔解提供更好的纯合子检测,因为与大扩增子相比,其特定基因型的Tm值偏移是大的。但是,一些因素可能阻止纯合子的分离。碱基与仪器改变的类型和样品之间偏移引起的Tm可变性可以进行基因分型。校准器减少了许多来源的变化,绷紧熔解转化和增加基因分型的敏感性。当小片段的引物与目的SNP的两侧紧密结合时,可以获得最好的结果。

方法:
       PCR反应体系为10ul,包括1×Lightsanner高敏感性基因分型的matermix(Idaho Technology),包括热启动酶,Mg2+,buffer及其它组分,核酸内标提供独立于PCR的大约在62℃和92℃的熔解曲线。引物包括0.10或0.15um, 人类基因组DNA10-15ng。 PCR反应条件如下:95℃变性2min, 1个循环;94℃ 30s, 63℃-67℃(取决于实验) 30s, 45个循环,结合了退火和延伸。最终的退火步骤是28℃,30s。用探针法分析所有的DNA样品进行基因分型。
      在LightScanner96(Idaho Technology)上进行扫描,收集数据,温度范围为:55℃-97℃。熔解数据通过平滑曲线尺校准之后接近荧光数据。其次,每一个内标存在的Tm值是通过样条数据代数的差值顶点来计算的,应用偏移和直线标尺因素排列每个校准。这个移动过程排列扩增子的熔解曲线,使最小化变小。数据用三次仿样函数曲线尺重新取样,用Lightsanner软件进行分析。分析扩增子Tm值周围的温度范围(用/不用提前校准好的内标),显示派生峰。


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