Long Range PCR技术的方法学研究与初步应用

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背景:PCR技术(Polymerase Chain Reaction)足1985年由美国Cetus公司人类遗传研究室的伟大科学家K.B.Mullis博士于1985年发明的,它是一种能够在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法,故又称为“基因的体外扩增法”。它的出现,从生物学研究到临床应用,从考古学到法医学,在众多领域引发了翻天覆地的、革命性的变化。目前,PCR技术已经延伸、发展了数十种新的类型,如RT-PCR、RealTime PCR、Nested PCR等,它们各自应用于不同的方面和领域。常规PCR技术尽管应用非常广泛,但是它通常难以扩增长度大于5 Kb的目的序列,这就限制了常规PCR技术更为广泛的应用。Long Range PCR技术就是为克服这一问题而发明的,并已开始被应用于一些研究方面。但是,作为一项全新技术,Long Range PCR应用中的具体最优反应条件及参数仍在探索和改进之中。 目的:我们的目的区域是20号染色体上大约.5Mb的DNA片段,就此研究摸索Long Range PCR技术应用中的最优条件。 方法:在目的染色体节段上,从GeneBank数据库选择35个目标基因,对目的DNA片段进行引物设计,再进行Long Range PCR.反应。PCR产物用琼脂糖凝胶电泳进行检测。为了获得最优化的反应扩增条件,我们系统的研究了Long Range PCR的各种实验参数,如模板的质量和浓度、Mg2+浓度、反应循环等。 结果:实验结果显示,对于大多数基因组区域而言,Long Range PCR.反应的最优参数是:预变性94℃ 1min;变性94℃30s;退火.延伸步骤合并,最佳反应温度大约是68℃;退火-延伸时问大约是1Kb/min,重复30个循环;最后72℃延伸10min。 最适反应体系为:总反应体积50μl,浓度为25mM的Mg2+5μl、10xbuffer 5μl、10mM dNTPs 8μl、6.4μM上下游引物各2.5 μl、5U/μl LA-Taq DNA聚合酶0.5μl、DNA模板1.0-1.5μl;GC碱基富集区域,用特殊的GC缓冲液有利于扩增反应,最适反应体系为:总反应体积50μl,2xGC Buffer(含Mg2+)25μl、10mM dNTPs 8μl、6.4μM上下游引物各2.5μl、5U/μl LA-Taq DNA聚合酶0.5μl、DNA模板1.0-1.5μl。从实验中摸索出来的结论是,模版的质量(完整性)和浓度是扩增反应成功的最重要因素。结论:Long Range PCR每次反应能够成功扩增15Kb左右长度的基因组区域,我们已经摸索出了最优化的反应条件,并且总结出模版DNA是成功扩增的最重要因素。
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