HRM 分析:初学者简单指南

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总结

HRM 分析是一种可靠且简化的遗传变异分析方法。它的适应性、敏感性和成本效益使其成为跨医学遗传学、癌症研究、微生物学和植物遗传学等不同领域识别和表征遗传变异的宝贵资产。随着技术的持续进步和应用的拓宽,HRM 分析将继续在分子诊断领域发挥关键作用。预计其持续的贡献将推动个性化医疗的进步,最终改善患者的治疗效果。


高分辨率熔解 (HRM) 分析是分子生物学中用于区分 DNA 序列变异的 PCR 后技术。这是一种基于 PCR 产物熔解行为的简单而快速的方法。它对于检测 DNA 样本中的遗传变异特别有用,例如单核苷酸多态性 (SNP) 或突变。 HRM 分析经常用于各种应用,包括基因分型、突变扫描和甲基化分析。

是什么让人力资源管理分析特别有利?

与测序和 Taqman SNP 分型等替代基因分型技术相比,HRM 分析具有显着的优势。值得注意的是,它是一种更具成本效益的解决方案,特别适合大规模基因分型项目。它具有高灵敏度,甚至可以检测单个核苷酸的变化。工作流程快速,能够在短时间内对大量样本集进行准确的基因分型。这种简单的测定无需特定探针或 PCR 后处理步骤,并且可以在任何配备 HRM 实时 PCR 机器的实验室中进行。

以下是人力资源管理分析工作原理的简要概述:

该过程通常从目标 DNA 区域的 PCR 扩增开始,其中目标突变存在于双链 (dsDNA) 结合染料的存在下。这种结合染料在连接到 dsDNA 时表现出高荧光,在未结合时表现出低荧光。扩增后,所得扩增子的温度逐渐升高,导致 dsDNA 链分离(熔化)。随着温度升高,DNA 变性,双链 DNA 转变成单链。当这种分离发生时,与 dsDNA 结合的染料发出的荧光逐渐减弱。

结果是扩增子具有独特的熔解曲线特征。 HRM 分析中的术语“高分辨率”涉及温度升高期间荧光变化的精确监测。以更高的灵敏度捕获 DNA 熔解曲线,从而能够检测 DNA 序列熔解行为中的细微差别。然后分析记录的熔解曲线以辨别 DNA 序列的变化。

突变或多态性会影响 DNA 的熔解特性。将样品的熔解曲线与已知参考样品的熔解曲线进行比较分析可以揭示遗传变异的存在。

利用 EvaGreen® 染料提高 HRM 分析的卓越性

对于成功的 HRM 分析,双链 DNA 结合染料的饱和浓度至关重要,以达到不抑制 PCR 的平衡。与 dsDNA 结合的荧光染料的数量可能因扩增子长度、组成和 PCR 条件等因素而异。理想情况下,确定最佳染料浓度需要通过滴定实验进行经验测试。

EvaGreen® 染料 是 HRM 分析的最佳选择。当与 dsDNA 结合时,这种绿色荧光核酸染料在光谱上与荧光素 (FAM) 或 SYBR® 染料 Green I 相似,使得该染料易于与配备 488 nm 氩激光或该区域波长的任何可见光激发的仪器兼容。 EvaGreen® 染料以其卓越的热稳定性和水解稳定性而脱颖而出,为日常处理提供了便利。

虽然 EvaGreen® 染料本身不发出荧光,但与 dsDNA 结合后会发出高度荧光。其非诱变性和非细胞毒性以及对细胞膜的不渗透性,使其与快速进入细胞的突变增强剂 SYBR Green I 区分开来。

EvaGreen® 染料的独特特性使其成为定量实时 PCR (qPCR) 应用和 HRM 分析的关键参与者。与广泛使用的 SYBR Green I 相比,EvaGreen® 染料对 PCR 的抑制较小,并且不易引起非特异性扩增。这一优势使得 EvaGreen® 染料能够以更高的浓度使用,从而产生更稳健的 PCR 信号和高分辨率 DNA 熔解分析。

*注:HRM 是 Idaho Technologies, Inc./BioFire Defense, LLC 的注册商标

HRM 分析有哪些应用:

HRM 分析在分子生物学和遗传学的各个领域都有应用。以下是一些常见应用程序的列表:

基因分型:

HRM 分析广泛用于基因分型,涉及识别 DNA 样本中的遗传变异,例如 SNP、插入、缺失或链互补性(例如杂合或纯合材料)。它使研究人员能够根据熔解曲线区分不同的等位基因或基因型。

突变扫描:

HRM 分析有利于突变扫描,这是一种用于筛选大 DNA 区域或基因组是否存在突变或序列变异的过程。它使研究人员能够有效地识别可能与疾病或遗传性疾病相关的潜在突变。它通常用于分析肿瘤样本中的基因改变,以检测与癌症相关的突变。

甲基化分析:

DNA 甲基化,即在胞嘧啶残基上添加甲基,在基因调控和表观遗传修饰中发挥着关键作用。甲基化 DNA 和非甲基化 DNA 在亚硫酸氢盐处理后获得不同的序列,导致 PCR 产物具有明显不同的熔解曲线。 HRM 分析可通过评估甲基化和非甲基化 DNA 序列的熔解行为来研究 DNA 甲基化模式。 PCR 反应产物还可进行测序,以阐明 DNA 甲基化的特定位置。

在最近发表于 分子癌,金等人。推出了甲基化敏感高分辨率分析 (MS-HRM) 检测,用于诊断游离 DNA (cfDNA) 中的肝细胞癌 (HCC)。通过应用这种MS-HRM方法,他们成功地鉴定了液体活检样本中的HCC,超越了甲胎蛋白(AFP)测试的性能。这些结果表明,基于 PCR 的简单技术可用于 HCC 的诊断检测。

病原体检测:

HRM 分析用于检测和鉴定病原体,包括病毒、细菌和真菌。通过针对特定的基因组区域或保守序列,HRM 可以帮助区分不同的病原体菌株或检测临床或环境样本中是否存在感染因子。

在最近发表于 分析化学, 李佩伟 et al. 推出了一种无缝结合数字 PCR 和 HRM® 技术的创新方法,超越了利用 EvaGreen® Dye 增强单细胞分辨率的传统方法的能力。作者成功实施了这一新颖的工作流程,从而实现了数字 PCR-HRM 检测,显着提高了细菌识别的准确性。这一突破不仅增强了我们对细菌鉴定的理解,还为未来针对广泛传染病的数字 PCR-HRM 检测的开发奠定了基础。

植物遗传学和育种:

在植物遗传学和育种计划中,HRM 分析用于标记辅助选择、遗传作图和多样性分析。它可以帮助研究人员识别和表征与所需性状相关的遗传变异,例如抗病性、产量或质量属性。


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