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超高特异性Taq聚合酶，让基因编辑想错都难！
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超高特异性Taq酶可以精准识别单个碱基错配，对基因编辑来说堪比一把利刃，谁能够完美掌控这把绝世好剑，谁就能在基因工程的江湖里傲视群雄！ 剑指难关 近年来，基因编辑技术领域可谓刀光剑影，群雄逐鹿，该技术的广泛应用使人类有望治疗各类遗传病，但同时也带来了安全性的担忧——无论是CRISPR还是其他编辑方案，都可能产生非预期的基因变异。那么，如何准确检测这些微小的序列变化，成为目前无法突破的技术难关。为此，山东大学生命科学学院黄启来教授团队通过结合超高特异性Taq聚合酶和数字PCR技术，成功研发出对碱基错配具有超强识别力的检测系统，并将相关成果发表于Molecular Sciences杂志[1]。 双剑合璧 PCR技术是现代生命科学领域研究的重要基石，其核心常常体现在DNA聚合酶，而问题在于常规的Taq酶对模板突变的敏感性并不高。为此，黄教授团队与合作伙伴通力合作，研制并推出了一种超高特异性的Taq酶变体，该酶的产品名称为SNUPP（Single Nucleotide Ultra-Precision Polymerase）。这种酶对模板与引物的单个碱基错配极为敏感，可在常规PCR体系中准确识别突变。 如何将这一特性应用于基因编辑效果的检测，研究团队进一步与数字PCR技术进行了整合。数字PCR能够通过对样本高度稀释分装，使每个PCR体系仅含有一个模板拷贝，通过配合特异性设计的引物，SNUPP便可对单个模板上的变异进行独立鉴别。 独辟蹊径 “监视引物”作为一种智能引物，它的3'端覆盖了潜在的编辑切割位点，对任何形式的突变都极为敏感。那么如果再配以SNUPP酶的超强识别力，是否可以达到准确检测基因编辑的效果呢？ 为了验证这一技术方案的可靠性，团队构建了不同比例的变异序列质粒模拟样本，并与现有的数字PCR方法GEF-dPCR进行了对比。结果显示，GEF-dPCR中检测结果不准确，而数字PCR通过荧光信号准确地判断出了阳性液滴，成功实现了突变基因的精确定量。 明察秋毫 “即使变异频率只有1%，我们的系统也能进行精确地识别。”黄教授表示，“这将大大推动基因编辑技术的验证和优化进程。” 值得一提的是，这种技术在检测单碱基突变方面也展现出独特的优势。研究人员利用该技术仅需要通过设计特殊引物，即可成功识别多种关键癌症相关的基因突变，为相关疾病的诊断提供了可能！ 雄霸天下 业内专家认为，基于超高特异性Taq酶的数字PCR方案，可广泛应用于基因编辑效果评估、疾病基因检测等领域。该方案提供了对序列变异进行准确判别的可能，将有望提高基因引起的各类疾病的检出效率，因此，大幅度推动相关技术向临床转化刻不容缓。 据悉，该项技术使用了的数字PCR技术平台针对SNUPP Taq聚合酶的超高特异性这一特点，推出了全新的特异性扩增解决方案，由此率先定义了Perfect-ARMS（第三代ARMS）技术[2]，目前正在推进这一技术的各项进程，使其能够早日服务于相关领域，致力于在人类探索生命奥秘的伟大征程中，留下浓墨重彩的一笔！ 参考资料 [1] A Digital PCR Method Based on Highly Specific Taq for Detecting Gene Editing and Mutations. Molecular Sciences. 2023,24–13405 . [2] 重磅！第三代ARMS PCR技术问世，助力PCR试剂盒高效开发。 |
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