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RPA全攻略之引物设计_独行女侠的故事
重组酶聚合酶扩增(RecombinasePolymeraseAmplification,RPA),被称为是可以替代PCR的核酸检测技术(由英国公司TwistDxInc开发)。以此为基础的TwistAmp核酸扩增产品,能够在15分钟内进行常温下的单分子核酸检测。该技术对硬件设备的要求很低,特别适合用于体外诊断、兽医、食品安全、生物安全、农业等领域。
RPA的扩增引物可以说是整个反应的关键所在,那么怎样才能设计好RPA引物呢?(延伸阅读:替代PCR,RPA在HIV检测中大展身手)
引物长度的选择RPA引物的长度一般为30至35个核苷酸,引物过短会严重影响重组酶的活性。长引物实际上是可以使用的,比如45个核苷酸的引物就曾成功用于RPA扩增。不过,长引物并不一定能提高扩增性能,反而还会增加形成二级结构的可能性,增大来自引物的噪音。为此,TwistDx公司建议大家不要设计过长的引物。引物的序列要求RPA引物还没有一个确定的序列设计规则,不过这里有一些现成的经验可供参考:
5’端的3-5个核苷酸应当避免聚鸟嘌呤,胞嘧啶在这里是有益的,能促进片段的重组。对于3’末端的3个核苷酸来说,鸟嘌呤和胞嘧啶有助于聚合酶的稳定结合,可以提升引物的扩增性能。引物中最好不要出现特殊序列,比如长串的聚嘌呤或聚嘧啶。GC含量过高(70%)或过低(30%)都不利于RPA扩增。此外,引物设计时应当尽量避免容易形成二级结构、引物-引物互作、发夹结构的序列,减少引物二聚体的形成。扩增产物的长度限制RPA可以扩增长达1.5kb的DNA产物,不过这取决于反应的条件。标准TwistAmp试剂盒针对反应速度进行了优化,目前只适合扩增不超过500bp的扩增子,对100-200bp的扩增子效果最佳。RPA扩增产物的下限主要由RPA引物所决定,通常扩增产物要超过70-80bp。
如果需要用到检测探针,那么在设计扩增引物时应该留下足够的空间。
引物筛选的主要流程目前我们还不能仅根据序列判断引物的扩增性能,因此需要对候选引物进行测试和筛选。RPA的引物筛选主要分为以下几步:选择靶标区域,设计候选引物,筛选候选引物,提升性能再次筛选。要注意的是,靶标区域应选择核苷酸组成相对“平均”的模板序列。GC含量最好在40%到60%之间,不含长串的聚嘌呤或聚嘧啶,尽量不含正/反向重复和回文序列等等。靶标区域最好避开基因组中的重复元件。
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