顾宏周课题组《STAR Protocols》报道制备长单链DNA的生物法新策略

发表时间:2021-05-23  |  阅读次数:11次  |  字体大小 [ ]

 当前,单链DNA序列的体外获取严重依赖于固相化学合成,其技术上已非常成熟,但依然具有明显的局限性。比如,化学合成DNA的产率随着序列长度的增加而显著降低,当超过200个碱基时,化学合成得到的DNA不仅产率/量低下,而且成本较高。换言之,化学合成长单链DNA的性价比很低,该缺点严重限制了很多基于长单链DNA序列的下游生物技术的应用,如长单链DNA模板介导的基因敲入、基于长单链DNA锁式探针的长程测序、围绕长单链DNA自组装体的载药递送等等。

 2021年5月14日,我院顾宏周课题组在Star Protocols杂志上发表了题为“Biotechnological production of ssDNA with DNA-hydrolyzing deoxyribozymes”的文章,报道了一种经济高效地制备序列可定义的长单链DNA的生物方法。研究者重组噬菌体基因组,利用生物体系对化学合成的极少量DNA模板进行扩增放大,并借助DNA自水解酶的顺式或反式作用,在后处理阶段实现了无需蛋白酶参与的单链DNA序列的自动切割及与放大体系的分离。该方法可将长单链DNA序列的有效制备长度延伸至几千个碱基,产量提升至毫克-克级别,成本比现有的合成技术低2-3个数量级以上。

 在本文中,研究者以长单链DNA自组装体的制备举例。长单链DNA自组装是由一条长链DNA自我折叠成一定的几何形状,其序列经过特殊设计,长度通常在几百至几千个碱基。研究者设计了三种不同图案的自组装体,分别由5206802200个碱基的长单链DNA序列生成,通过成功地在显微镜下观察到三种正确的DNA组装体形貌,证明了“融合噬菌体及DNA自水解酶”的生物法高效制备可自定义序列长单链DNA的可行性。该工作为长单链DNA在更多领域的应用奠定了物质基础。

 复旦大学生物医学研究院顾宏周研究员为本文的通讯作者,复旦大学生物医学研究院2019级博士生刘瑾为本文第一作者。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666166721002380

  


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