圖1.PBCV DNA Ligase反應原理示意圖
PBCV DNA Ligase的連接活性遠優(yōu)于傳統(tǒng)T4 DNA 連接酶,并對以 RNA 為夾板的 DNA 底物表現(xiàn)極高的出親和力(表觀 Km = 1 nM,Km值越小表示親和力越強),從而能夠對復雜混合物中獨特的 RNA 種類進行亞納摩爾級檢測。因此,該酶非常適合應用于高靈敏度RNA檢測,包括各種SNP的miRNA、mRNA和非編碼RNA的定性或定量檢測,以及用于二代測序和分子診斷。接下來,小編給大家介紹下PBCV DNA Ligase的神奇應用吧!
PBCV DNA Ligase應用解析
原位測序
空間轉錄組學能夠繪制出組織中特定轉錄本的位置,識別特定基因的表達位置,從而可以從分子層面更全面地研究組織,目前主要的空間轉錄組技術包括:
如表所示,原位測序是一種在細胞或組織中直接進行mRNA序列分析的空間轉錄組技術。該技術通過特制探針與目標mRNA雜交,利用滾環(huán)擴增(RCA)在特定位置生成信號,接著用熒光染料標記來識別具體序列,已實現(xiàn)保留基因表達的空間信息的目的。今天,小編主要以Mip-seq為例,介紹下PBCV DNA Ligase在原位測序中的應用。Mip-Seq技術通過PBCV DNA Ligase連接構建RCA模板,接著RCA擴增以放大信號,并結合多輪測序以實現(xiàn)高通量檢測,能夠以亞細胞分辨率有效解析DNA、RNA、蛋白質(zhì)和小分子等多種生物分子,可用于檢測腫瘤基因突變和親本基因的等位基因特異性表達,從而實現(xiàn)精確的腫瘤診斷。
MiP-Seq技術路線如下:
掛鎖探針雜交
使用特定的掛鎖探針(padlock probes)與目標RNA相結合,這些探針帶有RCA啟動子引物探針,用于目標依賴的RCA。
原位滾環(huán)擴增(RCA)
使用PBCV DNA Ligase(圖示SplintR連接酶)將掛鎖探針連接成環(huán)狀,形成RCA模板,在Phi29聚合酶的作用下進行原位滾環(huán)擴增。
數(shù)據(jù)分析
對原位滾動擴增產(chǎn)物(RCP)進行多輪測序,并通過連接和信號解碼來解讀數(shù)據(jù)。
圖2. Mip-seq原理圖[1]
高靈敏核酸檢測
分子檢測,特別是核酸檢測,因其快速、靈敏和精準而受到青睞,但無論是標準qPCR技術還是等溫擴增技術都需要一定的實驗設備,限制了病原體檢測的普及性應用。為此,張鋒名下的診斷公司Sherlock Bioscience開發(fā)了一款無需儀器、可在環(huán)境溫度下實現(xiàn)精確且多重核酸檢測的INSPECTR核酸檢測技術[2],其應用不僅局限于傳染病診斷,還擴展到檢測抗微生物肽、單核苷酸多態(tài)性等方面。
INSPECTR核酸檢測技術原理如下:
連接單鏈DNA
單鏈DNA探針經(jīng)過設計,在特定靶向RNA上具備同源性,當RNA“扣夾”三元分子結構時,PBCV DNA Ligase(圖示SplintR ligase)進行單鏈DNA的連接。
擴增雙鏈線性產(chǎn)物
DNA聚合酶合成連接后的ssDNA探針的互補鏈,從而產(chǎn)生了編碼報告蛋白的雙鏈DNA(dsDNA)表達盒。
產(chǎn)生報告產(chǎn)物
向表達盒添加含有核糖體、T7 RNA聚合酶、轉錄因子、氨基酸、核苷酸及其他輔因子的無細胞表達(CFE)系統(tǒng)后,產(chǎn)生可通過視覺或電子裝置檢測到的報告蛋白。
圖2. NSPECTR原理圖原理圖[2]
除了上述應用,PBCV DNA Ligase也被應用于EXTRA-CRISPR技術[3](Cas12介導的高靈敏度miRNA檢測)以及SELECT技術[4](基于單堿基延伸和連接的qPCR擴增方法)等。在EXTRA-CRISPR技術中,該酶通過連接形成RCA模板,為隨后的RCA擴增和信號增強提供了基礎,顯著提升了Cas12系統(tǒng)對miRNA的檢測敏感性。而SELECT方法則是借助m6A修飾可阻止PBCV DNA Ligase連接兩個寡核苷酸的特性,在經(jīng)過幾輪m6A選擇后,含m6A的RNA模板產(chǎn)生的連接產(chǎn)物顯著少于未修飾的RNA模板,接著通過qPCR可進行精確定量分析。這些應用實例充分展示了PBCV DNA Ligase在原位測序、RNA檢測等方面的廣闊應用前景。
翌圣PBCV DNA Ligase
翌圣團隊潛心研發(fā),通過翌圣鎂孚泰生物ZymeEditor™酶進化平臺(了解更多),成功推出PBCV DNA Ligase(Cat#14962)。翌圣PBCV DNA Ligase來源于Chorella virus,其蛋白純度>95%,無核酸外切酶、內(nèi)切酶、RNase、磷酸酶殘留,特別適用于原位測序、高靈敏核酸檢測等應用場景。
部分數(shù)據(jù)展示
無核酸外切酶、內(nèi)切酶、RNase、磷酸酶殘留
將3個批次的翌圣PBCV DNA Ligase (Cat#14962ES)與底物DNA在37℃孵育4 h(125 U 投入量),以及與底物RNA在37℃孵育16 h(25 U 投入量)。瓊脂糖凝膠電泳檢測結果表明,翌圣PBCV DNA Ligase無核酸外切酶、切口酶、RNase殘留。同時,利用磷酸酶檢測盒對3個批次的PBCV DNA Ligase進行檢測,4 h反應后,酶活(µmol/min)數(shù)據(jù)顯示翌圣PBCV DNA Ligase磷酸酶殘留極低(<0.0001)。
圖3. 核酸外切酶、內(nèi)切酶、RNase、磷酸酶殘留檢測
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5'端磷酸化墊鎖探針 |
T4 Polynucleotide Kinase |
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墊鎖探針連接(形成RCA模板) |
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