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发布日期:2025/8/6 16:47:00
赖解旋酶恒温基因扩增技术(HDA)

 

 

依赖解旋酶的恒温基因扩增技术(HDA)是2004年报道的一种恒温扩增技术,同传统PCR一样,它是利用两条引物进行扩增得到目的片段,但不同的是,HDA利用了解旋酶解开DNA单链,不需要通过高温变性的步骤,从而达到引物与目标片段相结合的目的。这一特性使得其能在恒温条件下就能进行PCR,不需要昂贵的仪器:同时该技术操作简便,对实验人员要求不高,可以适合在基层实验室推广。

 
 

 

 
HDA技术组成部分

 

要进行HDA,需要以下三种蛋白协同作用:

 

  • 解旋酶(例如E. coli UvrD解旋酶、Tte.UvrD解旋酶):解开DNA双链

  • SSB蛋白(例如T4基因32蛋白、RB49基因32蛋白):与模板单链结合,使模板单链处于单链状态并保护其完整性

  • DNA聚合酶(例如Bst DNA聚合酶、Klenow Fragment(3-5 exo-)聚合酶、Taq DNA聚合酶、Gst DNA聚合酶。):负责DNA的合成 

 

 
HDA反应原理

 

1、解旋酶与DNA链结合,打开DNA双链

2、SSB(单链DNA结合蛋白)与模板单链结合,使模板单链处于单链状态

3、引物与模板杂交,然后在DNA聚合酶催化下扩增,新合成的双链DNA即产物作为底物进入下一轮扩增。

4、新生成的dsDNA作为产物进入到下一轮扩增

DOI: 10.1039/c3mb70304e

 

 
HDA产物的检测

 

该产物最终可以通过很多方法进行检测,例如荧光定量仪、琼脂糖凝胶电泳、免疫试纸条等。

HDA产物检测方法

 

 
HDA的应用

 

HDA能够很好地扩增和检测微生物基因组DNA,质粒和cDNA等,作为一种新的核酸等温扩增方法,从敏感性、准确性和可操作性方面,其有很大的发展前景,下面通过几篇文章来介绍其应用。

 
1)检测转基因大豆
 

 

采用以CaM35S、Nos、cP4-EPSPS 3种外源基因和内源基因Lectin(大豆凝集素基因)为目的片段设计4对特异引物,建立反应体系,通过HDA方法对内源基因和3种外源基因的检测特异性和灵敏度进行实验,并对结果进行同源性分析。最终建立了转基因大豆HDA检测法,检测特异性良好,3种外源基因的检出限为0.2%。

HDA技术检测转基因大豆的特异性
泳道1~4:非转基因大豆;泳道6~9:转基因大豆;泳道5:阴性对照
 

HDA法检测大豆不同外源基因的检出限为0.2%。

 

 
2)单核细胞增生李斯特氏的检测
 

 

以单核细胞增生李斯特氏菌(Lm)的基因为目的片段设计特异性引物,建立了可在65℃恒温扩增快速(90 min)检测Lm的HDA检测方法,通过优化条件,最低检测限为7.8E+3 cfu/mL,灵敏度与普通PCR的检测相当,Lm的HDA检测方法具有普通PCR的特异、灵敏等特点,并且对仪器要求更低,具有良好的应用前景。

 

特异性试验电泳结果显示,2株Lm都呈阳性,于大约105 bp处可见明显的DNA扩增带,其余无关菌株均呈阴性。

 

 

上图为HDA方法检测不同梯度Lm ATCC 7644的DNA电泳图;下图为普通PCR方法检测不同梯度Lm ATCC 7644的DNA电泳图

 

 
在手足口病检测中的应用研究
 

 

选取医院收治的手足口病儿童(EV71、CA16及HFMD其他EV病原体40例)标本,使用依赖解旋酶的等温扩增技术检测,结果发现阳性检测结果符合率为91.28%~100%,平均为95.24%,阴性检测结果符合率为100%。

 

HDA 作为一种崭新的恒温基因扩增方法,目前仅处于初期阶段,还没有广泛用于基因扩增,但该方法具有很大的发展前景,只要深入探索,完全可以作为诊断工具,为临床诊断作出巨大的贡献。

 

 
参考文献

 

1、赖解旋酶恒温基因扩增技术的研究进展

2、Helicase-Dependent Amplification of Nucleic Acids

3、依赖解旋酶的等温扩增技术在手足口病检测中的应用研究

4、Isothermal amplified detection of DNA and RNA

5、应用依赖解旋酶DNA扩增技术检测转基因大豆

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