DNA和RNA復制變得簡單 通用等溫DNA擴增方法

無論是揭示具有DNA證據的犯罪者，診斷病原體，對古生物學發現進行分類，還是確定親子關系，核酸的重復(擴增)都是必不可少的。

在Angewandte Chemie期刊中，科學家們現在推出了一種新的，非常簡單但高度靈敏且可靠的方法，避免了通常的加熱和冷卻步驟，以及復雜的儀器。試劑可以冷凍干燥，這種通用方法可以在實驗室外使用。

最常用的擴增方法是聚合酶鏈反應(PCR)，它基于對功率需求高的特殊儀器中多次熱循環的重復。例如，難以在實驗室外，患者床邊或遠程位置執行。沒有熱循環的替代方法通常是復雜的或不夠靈敏，需要昂貴的試劑，或者不是廣泛適用的。

與中國上海華東理工大學的Bin-Cheng Yin和Bang-Ce Ye合作的研究人員現已開發出一種新的，廉價的方法：稱為基于Cas9n的擴增反應(Cas9nAR)，它由一個單一組成在均相溶液中進行，并在37℃的恒定溫度下進行。

在這種方法中，研究人員使用來自細菌“免疫系統”的成分。例如，當細菌被病毒感染時，它們將外來遺傳物質切成小塊并將它們引入它們自己基因組的特定區域。在隨后感染的情況下，細菌的RNA鏈“識別”這些序列并指導特殊的“遺傳剪刀”來切割外源DNA。這些工具也被用于現代基因工程。

Yin，Ye和他們的同事改變了稱為Cas9的遺傳剪刀，使其不再完全切斷DNA。相反，它只穿過一條線，引入了“缺口”。這種酶被稱為“切口酶”。與細菌系統一樣，Cas9切口酶與RNA鏈結合，這決定了切口的位置。例如，可以制備該RNA，使其識別病原體特征的DNA序列。然后Cas9切口酶切割緊鄰的DNA。

對于這項新技術，研究人員制作了兩種不同的Cas9切口酶RNA復合物，它們在兩個不同的位置切割DNA。通常用于PCR的聚合酶(exo(?)Klenow聚合酶)從**個切口開始補充切割鏈，逐條地設置舊鏈，直到它到達第二個切口。新完成的DNA被切口酶復合物反復切口并補充。該過程釋放的短單鏈成為在第二個循環中進一步擴增的起點。除了切口酶復合物和聚合酶之外，**需要的是兩個合適的引物作為拷貝的起始點。

用細菌基因組DNA片段進行的測試表明，靶序列被精確識別和擴增。在20μl的體積中，可以檢測單個分子。可以以高特異性檢測基因內單個核苷酸的差異。