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上新 | PBCV DNA Ligase(SplintR连接酶):连接性能远超T4 连接酶,适用于原位测序、高灵敏RNA检测

 

PBCV DNA Ligase,亦称为SplintR连接酶、PBCV-1 DNA Ligase或Chorella病毒DNA连接酶,是一种ATP依赖的DNA连接酶,能够高效催化与一条互补的RNA单链配对的两条相邻DNA单链的连接反应。这两条相邻的DNA链中,提供3'羟基的被称之为受体DNA链(Acceptor DNA),提供5'磷酸的被称之为供体DNA链(Donor DNA),在这个连接过程中需要一条互补的RNA链对两条DNA单链起“夹板”或“支架”的作用(图1)。

 

图1.PBCV DNA Ligase反应原理示意图

 

PBCV DNA Ligase的连接活性远优于传统T4 DNA 连接酶,并对以 RNA 为夹板的 DNA 底物表现极高的出亲和力(表观 Km = 1 nM,Km值越小表示亲和力越强),从而能够对复杂混合物中独特的 RNA 种类进行亚纳摩尔级检测。因此,该酶非常适合应用于高灵敏度RNA检测,包括各种SNP的miRNA、mRNA和非编码RNA的定性或定量检测,以及用于二代测序和分子诊断。接下来,小编给大家介绍下PBCV DNA Ligase的神奇应用吧!

 

 

 

PBCV DNA Ligase应用解析

 
01

原位测序

空间转录组学能够绘制出组织中特定转录本的位置,识别特定基因的表达位置,从而可以从分子层面更全面地研究组织,目前主要的空间转录组技术包括:

 

 

如表所示,原位测序是一种在细胞或组织中直接进行mRNA序列分析的空间转录组技术。该技术通过特制探针与目标mRNA杂交,利用滚环扩增(RCA)在特定位置生成信号,接着用荧光染料标记来识别具体序列,已实现保留基因表达的空间信息的目的今天,小编主要以Mip-seq为例,介绍下PBCV DNA Ligase在原位测序中的应用。Mip-Seq技术通过PBCV DNA Ligase连接构建RCA模板,接着RCA扩增以放大信号,并结合多轮测序以实现高通量检测,能够以亚细胞分辨率有效解析DNA、RNA、蛋白质和小分子等多种生物分子,可用于检测肿瘤基因突变和亲本基因的等位基因特异性表达,从而实现精确的肿瘤诊断。

 

MiP-Seq技术路线如下:

 
01
 

挂锁探针杂交

使用特定的挂锁探针(padlock probes)与目标RNA相结合,这些探针带有RCA启动子引物探针,用于目标依赖的RCA。

02
 

原位滚环扩增(RCA)

使用PBCV DNA Ligase(图示SplintR连接酶)将挂锁探针连接成环状,形成RCA模板,在Phi29聚合酶的作用下进行原位滚环扩增。

03
 

数据分析

对原位滚动扩增产物(RCP)进行多轮测序,并通过连接和信号解码来解读数据。

图2. Mip-seq原理图[1]

 

02

高灵敏核酸检测

分子检测,特别是核酸检测,因其快速、灵敏和精准而受到青睐,但无论是标准qPCR技术还是等温扩增技术都需要一定的实验设备,限制了病原体检测的普及性应用。为此,张锋名下的诊断公司Sherlock Bioscience开发了一款无需仪器、可在环境温度下实现精确且多重核酸检测的INSPECTR核酸检测技术[2],其应用不仅局限于传染病诊断,还扩展到检测抗微生物肽、单核苷酸多态性等方面。

 

INSPECTR核酸检测技术原理如下:

 
01
 

连接单链DNA

单链DNA探针经过设计,在特定靶向RNA上具备同源性,当RNA“扣夹”三元分子结构时,PBCV DNA Ligase(图示SplintR ligase)进行单链DNA的连接。

02
 

扩增双链线性产物

DNA聚合酶合成连接后的ssDNA探针的互补链,从而产生了编码报告蛋白的双链DNA(dsDNA)表达盒。

03
 

产生报告产物

向表达盒添加含有核糖体、T7 RNA聚合酶、转录因子、氨基酸、核苷酸及其他辅因子的无细胞表达(CFE)系统后,产生可通过视觉或电子装置检测到的报告蛋白。

 

图2. NSPECTR原理图原理图[2]

 

除了上述应用,PBCV DNA Ligase也被应用于EXTRA-CRISPR技术[3](Cas12介导的高灵敏度miRNA检测)以及SELECT技术[4](基于单碱基延伸和连接的qPCR扩增方法)等。在EXTRA-CRISPR技术中,该酶通过连接形成RCA模板,为随后的RCA扩增和信号增强提供了基础,显著提升了Cas12系统对miRNA的检测敏感性。而SELECT方法则是借助m6A修饰可阻止PBCV DNA Ligase连接两个寡核苷酸的特性,在经过几轮m6A选择后,含m6A的RNA模板产生的连接产物显著少于未修饰的RNA模板,接着通过qPCR可进行精确定量分析。这些应用实例充分展示了PBCV DNA Ligase在原位测序、RNA检测等方面的广阔应用前景。

 

 

 

翌圣PBCV DNA Ligase

翌圣团队潜心研发,通过翌圣镁孚泰生物ZymeEditor™酶进化平台(了解更多),成功推出PBCV DNA Ligase(Cat#14962)。翌圣PBCV DNA Ligase来源于Chorella virus,其蛋白纯度>95%,无核酸外切酶、内切酶、RNase、磷酸酶残留,特别适用于原位测序、高灵敏核酸检测等应用场景。

 

 

 

部分数据展示

 

无核酸外切酶、内切酶、RNase、磷酸酶残留

将3个批次的翌圣PBCV DNA Ligase (Cat#14962ES)与底物DNA在37℃孵育4 h(125 U 投入量),以及与底物RNA在37℃孵育16 h(25 U 投入量)。琼脂糖凝胶电泳检测结果表明,翌圣PBCV DNA Ligase无核酸外切酶、切口酶、RNase残留。同时,利用磷酸酶检测盒对3个批次的PBCV DNA Ligase进行检测,4 h反应后,酶活(µmol/min)数据显示翌圣PBCV DNA Ligase磷酸酶残留极低(<0.0001)。

 

图3. 核酸外切酶、内切酶、RNase、磷酸酶残留检测

 

 

 

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产品应用

产品定位

产品名称

产品货号

原位测序

5'端磷酸化垫锁探针

T4 Polynucleotide Kinase

12902ES、14501ES

垫锁探针连接(形成RCA模板

PBCV DNA Ligase 

14962ES

RCA扩增(目标DNA放大)

phi29 DNA Polymerase (10 U/μL)

14404ES

多轮测序连接

T4 DNA连接酶

10298ES

成像(以防止RNA在成像过程中发生降解)

Murine RNase Inhibitor

10610ES、14671ES

高灵敏核酸检测

/

T7 RNA Polymerase(250 U/μL)

10626ES

400-6111-883