二次飞跃在检测基因变化的最小单位

莱斯大学和华盛顿大学的科学家们(UW)本周公布了一项开创性的新方法检测分钟变化称为单核苷酸多态性(snp)在人类基因组中。人类基因组有超过60亿个碱基对,和现代基因组学的启示之一是,即使是最轻微的测序单核苷酸的变化差异可以产生深远的影响。

新SNP基因分型技术,被称为“双链交换,站稳脚跟”是在《自然》杂志的一篇新论文描述化学。新方法明显不同形式和表现比任何的十几家方法已经用于检测单核苷酸多态性。

“有两个轴的性能在SNP detection-read长度和特异性,”研究的合著者大卫说,本月加入大米的生物工程部门。“我们至少一个数量级更好的在每个轴上。事实上,特异性而言,我们的理论研究表明,我们可以做更好的平方,这意味着无论最好水平的特异性单链方法,我们最好将这个数字的平方。”

科学家们几十个物种的基因组测序,但那些了解基因组只能告诉基因对于一个给定的个人故事的一部分。的人,例如,轻微几个核苷酸的差异可能意味着有绿色或棕色眼睛的区别。这种类型的遗传变异在一种叫做多态性,和单核苷酸多态性是多态变化的最小单位。

snp是最常发生的遗传变异在人类基因组;超过3000万已确认。但他们也发生在其他物种,即使是在单细胞生物。细菌导致结核病(TB),例如,一个SNP在正确的位置可以让疾病抵抗抗生素如利福平,最常用的抗结核药物之一。尽管在分子尺度小,单核苷酸差异对结核病患者有严重的影响。而不是通过六个月的抗生素花费20美元,耐药结核病患者经常面临两年多的治疗药物,有时有永久的副作用,成本超过2500美元。

“耐药结核病是一个巨大的全球性问题,日益增长的,”威斯康辛大学合成生物学家Georg Seelig说,项目的首席研究员。“一个原因我们选择测试方法寻找snp在结核病是因为这些测试对抗击结核病至关重要。”

现有的SNP检测方法有一个相对较短的读取长度;这意味着科学家们可能要运行一个六个或更多的测试来寻找一个SNP一双200 -基地-地区的基因组。Rice-UW方法使用一种新颖的方式允许更长的读长度。

“在这些测试中,我们读长度的长度是198个碱基对,因为该地区我们需要扫描单核苷酸多态性与利福平耐药性有关,“Seelig说,助理教授计算机科学与工程和电气工程的华盛顿大学。“我们可以设计一个更长的探针如果我们需要一个。没有固有的局限性探针的长度我们可以做。反应紧迫感读取长度可能是这种方法的限幅器。”

选择性在SNP检测也是一个问题。选择性测试越多,越有可能是一个很少发生SNP检测。例如,结核病患者可能感染耐药和non-drug-resistant菌株的结核病在同一时间。

“也许只有1%的结核病患者耐利福平,”张说,大米的Ted法律Jr。生物工程助理教授。“如果你把这个人利福平,结果是你将杀死99%,使耐药的品种有机会成为成熟的。”

一个SNP测试需要选择性的100 - 1准确诊断病人在上面的例子中。张说一些现有方法可以达到那种程度的选择性,但前提是样品准备的关注温度、pH值和其他条件。

“我们的选择性是12000 - 1在这项研究中,我们不需要任何特殊的条件,”他说。

张和Seelig说,选择性的技术来源于双链探针的使用。制作这些并不容易,他们说。团队必须添加单链“站稳脚跟”两端的双链探针改善反应动力学和速度绑定过程足以让测试实践。

“我们正在推进的目标将这项技术应用于传染病诊断、“Seelig说。