SNP基因分型技術(shù)原理是PCR擴(kuò)增含有SNP的基因組片段,主要特點(diǎn)是準(zhǔn)確性高、靈活性強(qiáng)、通量大,主要方法是TaqMan探針法。

技術(shù)原理

首先通過PCR擴(kuò)增含有SNP的基因組片段,然后通過序列特異性引物實(shí)現(xiàn)單堿基延伸,隨后樣品分析物與芯片基質(zhì)共結(jié)晶后在真空管中受瞬時(shí)納秒 (10-9s) 強(qiáng)激光激發(fā)。核酸分子因此解吸附成為單電荷離子,由于電場(chǎng)中離子飛行時(shí)間與離子質(zhì)量成反比,通過檢測(cè)核酸分子在真空管中的飛行時(shí)間而獲得樣品分析物的精確分子量,從而檢測(cè)出SNP位點(diǎn)信息。

主要特點(diǎn)

時(shí)間飛行質(zhì)譜(MALDI-TOF)完成的SNP檢測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)99.9%,除了準(zhǔn)確性高、靈活性強(qiáng)、通量大、檢測(cè)周期短等優(yōu)勢(shì)外,最有吸引力的應(yīng)該還是它的性價(jià)比。飛行時(shí)間質(zhì)譜平臺(tái)(MALDI-TOF)是國(guó)際通用的基因單核苷酸多態(tài)性(SNP)的研究平臺(tái),該方法憑借其科學(xué)性和準(zhǔn)確性已經(jīng)成為該領(lǐng)域的金標(biāo)準(zhǔn)。

主要方法

1.Taqman探針法 針對(duì)染色體上的不同SNP位點(diǎn)分別設(shè)計(jì)PCR引物和TaqMan探針,進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光PCR擴(kuò)增。探針的5’-端和3’-端分別標(biāo)記一個(gè)報(bào)告熒光基團(tuán)和一個(gè)淬滅熒光基團(tuán)。當(dāng)溶液中存在PCR產(chǎn)物時(shí),該探針與模板退火,即產(chǎn)生了適合于核酸外切酶活性的底物,從而將探針5’-端連接的熒光分子從探針上切割下來,破壞兩熒光分子間的PRET,發(fā)出熒光。通常用于少量SNP位點(diǎn)分析。

2.SNaPshot法 該技術(shù)由美國(guó)應(yīng)用生物公司(ABI)開發(fā),是基于熒光標(biāo)記單堿基延伸原理的分型技術(shù),也稱小測(cè)序,主要針對(duì)中等通量的SNP分型項(xiàng)目。在一個(gè)含有測(cè)序酶、四種熒光標(biāo)記ddNTP、緊臨多態(tài)位點(diǎn)5’-端的不同長(zhǎng)度延伸引物和PCR產(chǎn)物模板的反應(yīng)體系中,引物延伸一個(gè)堿基即終止,經(jīng)ABI測(cè)序儀檢測(cè)后,根據(jù)峰的移動(dòng)位置確定該延伸產(chǎn)物對(duì)應(yīng)的SNP位點(diǎn),根據(jù)峰的顏色可得知摻入的堿基種類,從而確定該樣本的基因型。對(duì)于PCR產(chǎn)物模板可通過多重PCR反應(yīng)體系來獲得。通常用于10-30個(gè)SNP位點(diǎn)分析。

3.HRM法 高分辨率熔解曲線分析(HRM)是近幾年興起的SNP研究工具,它通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)升溫過程中雙鏈DNA熒光染料與PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的結(jié)合情況,來判斷是否存在SNP,而且不同SNP位點(diǎn)、是否是雜合子等都會(huì)影響熔解曲線的峰形,因此HRM分析能夠有效區(qū)分不同SNP位點(diǎn)與不同基因型。這種檢測(cè)方法不受突變堿基位點(diǎn)與類型的局限,無需序列特異性探針,在PCR結(jié)束后直接運(yùn)行高分辨率熔解,即可完成對(duì)樣品基因型的分析。該方法無需設(shè)計(jì)探針,操作簡(jiǎn)便、快速,成本低,結(jié)果準(zhǔn)確,并且實(shí)現(xiàn)了真正的閉管操作。

4.Mass Array法 MassARRAY分子量陣列技術(shù)是Sequenom公司推出的世界上領(lǐng)先的基因分析工具,通過引物延伸或切割反應(yīng)與靈敏、可靠的MALDI-TOF-MS技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)基因分型檢測(cè)。基于MassARRAY平臺(tái)的iPLEX GOLD技術(shù)可以設(shè)計(jì)最高達(dá)40重的PCR反應(yīng)和基因型檢測(cè),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)靈活,分型結(jié)果準(zhǔn)確性高。根據(jù)應(yīng)用需要,對(duì)數(shù)十到數(shù)百個(gè)SNP位點(diǎn)進(jìn)行數(shù)百至數(shù)千份樣本檢測(cè)時(shí),MassARRAY具有最佳的性價(jià)比,特別適合于對(duì)全基因組研究發(fā)現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,或者是有限數(shù)量的研究位點(diǎn)已經(jīng)確定的情況。

5.Illumina BeadXpress法 采用Illumina公司的BeadXpress系統(tǒng)進(jìn)行批量SNP位點(diǎn)檢測(cè),可以同時(shí)檢測(cè)1-384個(gè)SNP位點(diǎn),往往用于基因組芯片結(jié)果確認(rèn),適合高通量檢測(cè)。微珠芯片具有高密度、高重復(fù)性、高靈敏度、低上樣量、定制靈活等特點(diǎn),極高的集成密度,從而獲得極高的檢測(cè)篩選速度,在高通量篩選時(shí)可顯著降低成本。