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利用遗传字母扩展系统的聚合酶链反应进行 DNA 扩增的可视化检测。

Visual Detection of Amplified DNA by Polymerase Chain Reaction Using a Genetic Alphabet Expansion System.

机构信息

RIKEN Center for Life Science Technologies , 1-7-22 Suehiro-cho , Tsurumi-ku, Yokohama , Kanagawa 230-0045 , Japan.

Institute of Bioengineering and Nanotechnology , 31 Biopolis Way, The Nanos, #07-01 , Singapore 138669 , Singapore.

出版信息

J Am Chem Soc. 2018 Oct 31;140(43):14038-14041. doi: 10.1021/jacs.8b08121. Epub 2018 Oct 17.

DOI:10.1021/jacs.8b08121
PMID:30336010
Abstract

Visual DNA amplification using a simple polymerase chain reaction (PCR) device is useful for field tests to detect target DNA and RNA. We hereby describe a detection system involving PCR amplification visualized with the naked eye, by genetic alphabet expansion. The system employs fluorescence resonance energy transfer (FRET) between unnatural base combinations: self-quenched dinucleotides of 2-amino-6-(2-thienyl)purine (s) as a donor and Cy3-conjugated 2-nitro-4-propynylpyrrole (Cy3-hx-Px) as an acceptor. During PCR, the triphosphate substrate of Cy3-hx-Px (Cy3-hx-dPxTP) is incorporated into DNA opposite its pairing partner, 7-(2-thienyl)-imidazo[4,5- b]pyridine (Ds), in the primer, which also contains the dinucleotides of s. Thus, the amplified DNA can be visualized by the Cy3 fluorescence resulting from the FRET between the s-dinucleotides and the incorporated Cy3-hx-Px upon 365 nm irradiation. Using this system, we demonstrated the visual single nucleotide polymorphism detection of a series of quinolone-resistant bacteria genes.

摘要

使用简单的聚合酶链反应(PCR)设备进行可视 DNA 扩增,对于现场检测靶 DNA 和 RNA 非常有用。在此,我们描述了一种检测系统,该系统涉及通过遗传字母扩展进行肉眼可见的 PCR 扩增。该系统利用非天然碱基对之间的荧光共振能量转移(FRET):2-氨基-6-(2-噻吩基)嘌呤(s)的自猝灭二核苷酸作为供体,Cy3 缀合的 2-硝基-4-丙炔基吡咯(Cy3-hx-Px)作为受体。在 PCR 过程中,Cy3-hx-Px 的三磷酸底物(Cy3-hx-dPxTP)与引物中的配对伙伴 7-(2-噻吩基)-咪唑[4,5-b]吡啶(Ds)掺入 DNA 中,引物中还包含 s 二核苷酸。因此,当用 365nm 光照射时,扩增的 DNA 可以通过 s-二核苷酸与掺入的 Cy3-hx-Px 之间的 FRET 产生的 Cy3 荧光进行可视化。使用该系统,我们演示了一系列喹诺酮耐药菌基因的可视化单核苷酸多态性检测。

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