体外核酸快速扩增技术的发展和不断创新

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1、ChinaBiotechnology，2011，31(3):91-96中国生物工程杂志体外核酸快速扩增技术的发展和不断创新蓓1程海荣2严庆丰4黄震巨3李轶女1达5沈桂芳1张志芳1吕罗奇1*邓子新2林敏1程(1中国农业科学院生物技术研究所北京1000832上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢教育部重点实验室上海200240)(3浙江泰晶生物科技有限公司宁波4浙江大学生命科学院杭州5中山大学生命科学院广州510275)315100310058摘要利用聚合酶链式反应(PCR)进行的核酸体外扩增是198

2、3年开始发展起来的一项革命性技术，目前已被广泛运用于现代化的农业和医学以及食品工业等领域，特别是在人类认知基因和基因组的过程中，体外核酸扩增技术做出了卓越的贡献。最初，体外核酸扩增技术主要是利用耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)，这样就使核酸的体外扩增反应可以在热循环中进行。但因需要使用昂贵的设备和消耗大量的电力，其成本和应用范围都受到一定的限制。之后，恒温体外核酸扩增悄然兴起，这改变了传统扩增技术的局限性，使核酸的体外扩增更加简单和方便。重组酶介导扩增(RAA)法是一种最新型的恒温体外核酸扩增技术

3、，该系统的显著优点在于它在常温下就能实现DNA解链并快速扩增(15～30min完成)，反应快速、专一性好、灵敏度高，还可用于定时定量的结果分析。关键词重组酶介导核酸体外扩增恒温中图分类号Q784人类几千年的文明史发展至今，其实也是一个科学技术发展的过程，这在20世纪尤为突出。其中生物技术近30年的发展，经历了史无前例的飞跃，现代生物技术已经渗透到了人们衣食住行的每一环节。对核酸和蛋白质大分子的研究，从发现到认识和利用的过程也是飞速惊人，甚至有时会远远超出人类的想象。1953年美国人Watson和英

4、国人Crick率先向世人展示了DNA双螺旋结构模型，地球上生命之谜的大门从此打开。如今人类已经对地球上几乎所有生命的基因组都开始着手分析，至今有近万个全基因组序列，覆盖了微生物、植物、动物以及人类自身(表1)。这就为将生物技术彻底运用于现代化的农业和医学以及食品工业等相关行业铺平了道路。相信在未来10年里，全基因组的资源将以指数级速度增长，预计到21世纪末，一些全功能基因组分析也将完成。表1几大类基因组资源Table1GenomeResources基因组资源真核生物类Eukaryotic真菌类Fu

5、ngi昆虫类Insects哺乳类Mammals微生物类Microbial病毒资源ViralResources流感病毒InfluenzaVirus逆转录酶病毒Retroviruses病毒基因组ViralGenomeshttp://www．ncbi．nlm．nih．gov/genomes/leuks．cgihttp://www．ncbi．nlm．nih．gov/genomes/leuks．cgi?p3=11:Fungi＆taxgroup=11:Fungi

6、12:http://www．ncbi．nlm．

7、nih．gov/genomes/leuks．cgi?p3=12:Insects＆taxgroup=11:

8、12:Insectshttp://www．ncbi．nlm．nih．gov/genomes/leuks．cgi?p3=12:Mammals＆taxgroup=11:

9、12:Mammalshttp://www．ncbi．nlm．nih．gov/genomes/MICROBES/microbial_taxtree．htmlhttp://www．ncbi．nlm．nih．gov/genomes/FL

10、U/FLU．htmlhttp://www．ncbi．nlm．nih．gov/retroviruses/http://www．ncbi．nlm．nih．gov/genomes/GenomesHome．cgi?taxid=10239蛋白质是生命活动的表达物质，基因则是编码蛋白质的特异的核苷酸序列。继Watson和Crick第一次揭示了DNA的双螺旋结构之后，许多科学家又发现了能专一识别核酸序列的各类酶。而在1983年人类第收稿日期:2010-11-11修回日期:2011-01-04*通讯作者，电子信箱

11、:chengqi@caas．net．cn一次能够在体外扩增DNA之后，对核酸的操作和利用进入了一个革命性的阶段，直到现在，体外核酸扩增技术仍在不断地改进和完善。地实现了Korana提出的核酸体外扩增的设想。PCR技术无疑给分子生物学带来了革命，它使扩增和克隆基因成为常规操作程序，也为DNA指纹鉴定、亲子和亲缘关系的鉴定和那些遗传和病原菌引起的疾病的诊断成为可能。20多年来，PCR技术在高效高保真方面都得到了1核酸扩增技术的迅速发展1．1PCR技术的出现20世纪60年代末70年代初人