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DNA聚合酶是PCR反應的核心組分，廣泛應用于生物及醫(yī)學研究等領域。對于普通PCR，常規(guī)熱穩(wěn)定DNA聚合酶（如Taq DNA聚合酶）即可滿足需求。但對于高通量測序，擴增產物的準確性非常關鍵，優(yōu)選高保真酶進行擴增。常規(guī)的高保真擴增酶無法讀取和擴增含有尿嘧啶和次黃嘌呤的模板，翌圣生物通過定向改造，推出Hieff Canace® Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase，該聚合酶可兼容含U堿基模板和常規(guī)模板，擴增效率高保真性好，而且酶本身各項殘留均很低，滿足多種應用方向的擴增需求。
哪些應用方向可優(yōu)選Hieff Canace® Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase呢？
重亞硫酸氫鹽轉化/酶法轉化的DNA擴增-甲基化研究
DNA甲基化測序是研究生物體內基因調控的重要技術手段，越來越多地應用于腫瘤早篩、診斷等技術中。全基因組重亞硫酸氫鹽測序（WGBS）是甲基化檢測的金標準，在WGBS文庫構建過程中，樣本DNA經重亞硫酸氫鹽處理后，非甲基化的胞嘧啶（C）會轉化為尿嘧啶（U），甲基化的C則保持不變。在后續(xù)PCR擴增中U會轉變?yōu)樾叵汆奏ぃ═），但常規(guī)高保真酶不能以含有dUTP的DNA作為擴增模板，因此需要經過特殊改造耐受dUTP的酶，從而應用到甲基化文庫構建或者定點突變等技術中。
DNA甲基化建庫常用到兩種建庫方法，甲基化單鏈建庫和甲基化雙鏈建庫，單鏈建庫技術主要針對BS轉化處理后的單鏈及損傷DNA進行利用和轉化，步驟包括甲基化轉化（使未甲基化的C轉化為U）、變性（雙鏈DNA變性為單鏈DNA）、3’接頭連接、二鏈合成以及文庫擴增。甲基化雙鏈建庫則通常是在DNA轉化之前或之后進行文庫構建，涉及連接甲基化接頭、經亞硫酸氫鹽或酶法轉化處理，再經過一步擴增即可構建針對特定測序平臺的甲基化文庫。這兩種建庫的文庫擴增都需要用到Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase。
圖1.雙鏈甲基化建庫文庫流程
受損FFPE DNA樣本的擴增-腫瘤領域
福爾馬林固定、石蠟包埋(FFPE) 的組織樣本是世界各地病理實驗室保存臨床組織樣本的標準方法。隨著核酸測序技術的發(fā)展引起了人們對使用生物庫中存儲的歷史FFPE樣本的興趣。然而，福爾馬林固定石蠟包埋（FFPE）樣本在制備過程中會對DNA造成顯著損傷，這些損傷包括：DNA分子鏈斷裂，DNA高度片段化、核酸與蛋白質交聯、胞嘧啶脫氨基，即FFPE樣本中的胞嘧啶（C）可能脫氨基變成尿嘧啶（U）、氧化損傷、DNA的3'端被封閉、DNA-蛋白質交聯。這些損傷會導致從FFPE樣本中提取的DNA質量較差，從而影響下游應用，如PCR擴增、測序等。
為了解決這些問題，一種方法是采用修復試劑盒，如Hieff NGS® FFPE DNA Repair Reagent（Cat#12606），另一種方法是采用Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase對含有尿嘧啶的受損DNA模板中進行高保真擴增。
圖2.耐U高保真聚合酶擴增受損的DNA模板
防止擴增子的氣溶膠污染-病原領域
PCR技術使生命科學領域和研究手段發(fā)生了革命性的變化，與DNA克隆、DNA重組、DNA測序、RNA干擾等分子生物學技術一樣，成為生物學和醫(yī)學科學研究領域乃至臨床疾病診斷的工具。但是擴增產物的污染，是PCR反應中最主要的污染問題，因為PCR產物拷貝量大（一般為1013copies/ml)，遠遠高于PCR檢測拷貝的上限，所以極微量的PCR產物氣溶膠，就可能造成假陽性。對于qPCR、RT-qPCR的擴增酶為Taq酶，Taq酶具有耐U的功能，常搭配UDG酶一起使用，Taq酶不具有高保真性，在一些需要保真度高的應用中Taq酶就無法勝任，如針對病原基因組的擴增測序，此時需要采用Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase搭配UDG酶進行防污染的高保真擴增。UDG 酶即可將反應體系中已有的dU的DNA污染物中的尿嘧啶堿基降解，并在隨后變性這步的條件下 DNA 鏈斷裂，消除由于污染DNA產生的擴增，從而保證擴增結果的特異性，準確性。
圖3.多重擴增體系中防污染原理
基于尿嘧啶切除的克隆
基于尿嘧啶切除的克隆依賴于含有重疊序列的PCR產物進行無縫組裝，不需要依賴限制性內切酶和連接酶，可用于多個PCR片段的組裝、核苷酸序列的修改以及定向克隆。具體操作流程為：
PCR引物5′端具有重疊序列，包含一個dU堿基，該堿基在與5′末端6- 10 nt距離處取代dT；
通過使用Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase進行PCR，在目標DNA分子和克隆載體之間生成6-10個堿基的同源性片段，并且每個PCR產物的5'端被引入了一個dU；
使用Uracil-Specific Excision Reagent處理PCR片段，在每個dU位置形成單核苷酸缺口，產生適合于PCR片段定向組裝的3′單鏈延伸；
退火延伸完成組裝。
圖4.基于尿嘧啶切除的克隆示意圖
以上這些應用展示了Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase在分子生物學研究中的多功能性和高效性，使其成為實驗室中的工具之一。
Hieff Canace® Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase不僅應用領域廣，而且性能優(yōu)異，圖5中展示了Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase高擴增效率和低殘留。
圖5.Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase高擴增效率和低殘留
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產品名稱 | 產品貨號 | 產品應用 |
Hieff Canace® Uracil+ High-Fidelity DNA polymerase mix Hieff Canace®耐U+高保真DNA聚合酶混合液 | 12928ES | 耐U高保真擴增 |
熱敏UDG含甘油Uracil DNA Glycosylase(UDG/UNG),heat-labile,1 U/μL | 10303ES | PCR防污染 |
Uracil-Specific Excision Reagent (1 U/μL) | 14537ES | 基于尿嘧啶切除的克隆 |
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