डीएनए फ़्रैगमेंट सॉर्टिंग में अनुसंधान और प्रगति

ठोस चरण प्रतिवर्ती स्थिरीकरण (SPRI) डीएनए अलगाव के लिए तकनीकों का उपयोग अतीत से किया जाता रहा है 20 साल. इस में, सुपरपैरामैग्नेटिक कार्बोक्सिलेटेड चुंबकीय मोतियों का उपयोग पॉलीथीन ग्लाइकोल की स्थितियों के तहत विभिन्न आकारों के डीएनए अणुओं को चुनिंदा रूप से अवक्षेपित करने के लिए किया जाता है। (खूंटी) प्रतिशत और नमक एकाग्रता, और प्राप्त उत्पादों का उपयोग एनजीएस नमूना पुस्तकालय तैयार करने के लिए किया जा सकता है. विधि के प्रमुख बिंदुओं में से एक महत्वपूर्ण पीईजी मान का निर्धारण है क्योंकि यह डीएनए टुकड़ों के चयनात्मक पृथक्करण के लिए सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर है।.

पहले के अध्ययनों में पाया गया है कि डीएनए अंशों का चयनात्मक अलगाव डीएनए आकृति विज्ञान में कुंडलित-कुंडल से गोलाकार तक गठनात्मक बदलाव से जुड़ा है।. इससे पहले, शोधकर्ताओं ने महत्वपूर्ण पीईजी एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग किया है जो डीएनए अणुओं के कुंडलित से गोलाकार में संक्रमण को प्रेरित करता है।, जैसे अवसादन, प्रतिदीप्ति इमेजिंग, चिपचिपाहट, यूवी/विज़ सेंट्रीफ्यूजेशन, और गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन (डीएलएस), और वृत्ताकार द्वैतवाद. तथापि, ये विधियाँ चुंबकीय मोतियों वाले डीएनए समाधानों पर लागू नहीं होतीं क्योंकि गोलाकार डीएनए अणु ठोस सतहों पर अवक्षेपित हो जाते हैं. इसलिए, बाद में शोधकर्ताओं ने एक विशिष्ट आकार के डीएनए टुकड़ों के लिए महत्वपूर्ण पीईजी एकाग्रता निर्धारित करने के लिए जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस का उपयोग किया है, तथापि, इस पद्धति के कई नुकसान हैं, जैसे कि अपेक्षाकृत लंबा वैद्युतकणसंचलन समय और महत्वपूर्ण मूल्यों के लिए कम सटीक परिणाम.

इसलिए, में 2013, वह झांगयोंग एट अल। ^[1] पॉलीथीन ग्लाइकोल की विभिन्न सांद्रता के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है (खूंटी) की उपस्थिति में डीएनए अंशों की पुनर्प्राप्ति पर 1 सोडियम क्लोराइड की एक निश्चित सांद्रता पर μm कार्बोक्सिलेटेड चुंबकीय मोती (सोडियम क्लोराइड). उन्होंने एक लॉजिस्टिक फ़ंक्शन द्वारा अपनी सांद्रता को पीईजी एकाग्रता में फिट किया और फिट किए गए लॉजिस्टिक फ़ंक्शन से महत्वपूर्ण पीईजी मान निर्धारित किया।. इस आधार पर, उन्होंने पुनर्प्राप्ति समीकरण के प्रथम-क्रम डेरिवेटिव प्राप्त करके ढलान फ़ंक्शन प्राप्त किया और डीएनए टुकड़ा पुनर्प्राप्ति स्पेक्ट्रम बनाने के लिए इन मापदंडों के आधार पर ढलान फ़ंक्शन का उपयोग किया जो विभिन्न टुकड़ों को अलग करने के लिए NaCl और PEG की एकाग्रता निर्धारित करने में सक्षम था। ^[2]. इस के अलावा, उन्होंने अपने अध्ययन में पाया कि पीएच का उनके सिस्टम की प्रभावशीलता पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है और पीईजी का आणविक भार आकार आवश्यक एकाग्रता के आकार के व्युत्क्रमानुपाती होता है।.

जबकि पहले ई. फ्रोहलिच एट अल ^[3] पॉलीथीन ग्लाइकोल से डीएनए के बंधन की जांच की गई (खूंटी) विभिन्न आकारों और रचनाओं का (जैसे, खूंटी 3350, खूंटी 6000, और एमपीईजी-एंथ्रेसीन) नमक-आयनिक समाधान में. संरचनात्मक विश्लेषण से पता चला कि PEG 3350 और खूंटी 6000 मध्यम संकुलों का निर्माण हुआ, जबकि एमपीईजी-एंथ्रेसीन-डीएनए एडक्ट्स के संपर्क में हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक समूहों के साथ कमजोर बातचीत थी. गठित कॉम्प्लेक्स की स्थिरता पीईजी के क्रम में थी 6000 > खूंटी 3350 > एमपीईजी-एन्थ्रेसीन, लगभग एक पीईजी अणु प्रति डीएनए से बंधा हुआ है. बी-डीएनए के लिए कोई गठनात्मक परिवर्तन नहीं देखा गया, जबकि उच्च पीईजी सांद्रता पर डीएनए संघनित होता है और कण बनता है.

इसके अलावा, लिंगलिंग लियू एट अल^[2] प्रदर्शित किया गया कि लाइसिन सिलिका कणों का उपयोग परिवेश पीएच के अनुसार डीएनए टुकड़ों और लाइसिन-कार्यात्मक सिलिका कणों की सतह के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन को समायोजित करके बाइनरी और टर्नरी डीएनए मिश्रण के आकार-चयनात्मक पृथक्करण के लिए किया जा सकता है।, विशेष रूप से, आयनिक शक्ति. डीएनए खण्डों का आवेश, और उनके और विपरीत रूप से चार्ज किए गए सिलिका कणों की सतह के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन, पर्यावरण के pH द्वारा निर्धारित किया गया था. डीएनए टुकड़ों का चार्ज और विपरीत चार्ज वाले सिलिका कणों की सतह के साथ उनकी इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन डीएनए टुकड़ों के आकार से निकटता से संबंधित हैं।, और Lys-SiO2 कणों का उपयोग करके डीएनए अंशों के चयनात्मक पृथक्करण का तंत्र चित्र में दिखाया गया है 1.

में 2020 Alexei et al ^[4] shifted the interval of selective isolation of DNA fragments of 150-800 बीपी को 1.5-7 Kbp by adjusting the concentration of NaCl in the magnetic bead buffer. When replacing NaCl with other cations and lowering the concentration of polyethyleneglycol (खूंटी) 8000, the selectively separated DNA fragment intervals varied, with LiCl being the most effective here.

2023 Danli et al ^[5] tested the maximized recovery of critical concentrations of polyethylene glycol (खूंटी) 8000 और 300 nm carboxylated magnetic beads, determining a magnetic bead buffer composition for carboxylated magnetic beads of 20% खूंटी 8000, 2एम NaCl, और 16.3 mM MgCl2, along with 1.25 mg/ml magnetic beads. They then tested the protocol for DNA recovery comparable to a control Beckman (AMPure XP magnetic beads).

Reserve buffers are not universal due to the different parameters of different types of magnetic beads. तथापि, any researcher can further optimize the magnetic bead suspension buffer based on known data results for efficient recovery or for different experimental purposes. From standard commercial DNA purification methods to adjusting SPRI bead concentrations and optimal bead suspension buffers, this can provide researchers with a great deal of flexibility and convenience for different DNA manipulation conditions. इसके अलावा, different DNA purification strategies have great potential for application in the biological and medical fields.

संदर्भ：

[1] HE Z, ZHU Y, GU H. A new method for the determination of critical polyethylene glycol concentration for selective precipitation of DNA fragments[जे/ओएल]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2013, 97(20): 9175-9183. डीओआई:10.1007/s00253-013-5195-0.

[2] HE Z, XU H, XIONG M, et al. Size‐selective DNA separation: Recovery spectra help determine the sodium chloride (सोडियम क्लोराइड) और पॉलीथीन ग्लाइकोल (खूंटी) concentrations required[जे/ओएल]. Biotechnology Journal, 2014, 9(10): 1241-1249. डीओआई:10.1002/biot.201400234.

[3] PEG and mPEG–Anthracene Induce DNA Condensation and Particle Formation | The Journal of Physical Chemistry B[EB/OL]. HTTPS के://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp205079u.

[4] STORTCHEVOI A, KAMELAMELA N, LEVINE S S. SPRI Beads-based Size Selection in the Range of 2-10kb[जे/ओएल]. Journal of Biomolecular Techniques : JBT, 2020, 31(1): 7-10. डीओआई:10.7171/jbt.20-3101-002.

[5] एलआईयू डी, LIQ, लुओ जे, et al. लचीलेपन और लागत-प्रभावशीलता के लिए एक एसपीआरआई मोतियों पर आधारित डीएनए शुद्धिकरण रणनीति[जे/ओएल]. बीएमसी जीनोमिक्स, 2023, 24(1): 125. डीओआई:10.1186/s12864-023-09211-w.

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