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1分钟了解占据等温PCR三成市场的NEAR技术

2021.6.29

小背景

切刻酶辅助扩增反应,可以有以下几种称呼:

NEAR,nicking enzyme-assisted reaction;

NEAA,nicking enzyme-assisted amplification;

NEMA, nicking enzyme-mediated amplification; 

EXPAR,Exponential amplification reaction。


该技术由Ionian Technologies, Inc.于2000年发明;2010年被Alere收购;2017年被雅培收购。是的,该技术就是雅培推出5min获得新冠检测结果ID NOW的核心技术。


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NEAR技术目前已经得到比较广泛的应用

图片来源:C.Qian,et al./Analytica Chimica Acta, 2019


该系统的核心组成:

  • Nt.BstNBI切刻内切酶

  1. 能特意的识别DNA序列5’-GAGTC-3’/5’-GACTC-3’,并且仅仅在距离识别位点3’端4个核苷酸的位置切割含有识别序列的单链DNA。
  2. 切刻内切酶,最早发现于1988年,后续又有不同的切刻内切酶被发现,以及工程菌被开发。不同的内切酶识别序列和切割位置可能会有不同。如下图,是列举的部分切刻内切酶相关信息。


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部分切刻内切酶相关信息

图片来源:C.Qian,et al./Analytica Chimica Acta, 2019


  • 链置换DNA聚合酶

  1. 该聚合酶可以以DNA双链的一条链为模板进行新链的合成,新合成的链替换旧双链中的序列相同的旧链,即链置换。
  2. 可以选择不同的具有相同功能的链置换DNA聚合酶,如Bst、Klenow、Vent等DNA聚合酶。


  • 引物

从5‘-3’含有稳定序列、切刻内切酶识别序列、配对序列;

 

操作原理:

1、引物(正向引物)结合目标模板(template 1)延长,形成双链DNA;
2、切刻内切酶识别结合位点,剪切带有识别序列单链DNA;
3、剪切后产生缺口,带有游离3‘端,链置换DNA聚合酶重新从缺口处继续合成新链,并置换出上一轮合成的DNA链;
4、被置换出来的DNA链可以作为模板(template 2)继续被引物(反向引物)识别,同样的形成双链DNA;
5、重复步骤3和4;
6、此步被置换出来的DNA即新合成的template 1。

 

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NEAR技术原理模式图


注意事宜:

1、目标序列的长度一般建议在200bp左右,此方法不适用于长链合成;
2、建议正反向引物比例约3:1;
3、为了促进反应更快进行,可以在系统中少量添加不含有切刻内切酶识别序列的正常引物,主要是辅助快速扩增模板。
4、建议反应温度54-58℃,反应时间15-30min。


基于核心原理,可以有不同的展现形式,万变不离其宗!


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