DNA断片選別の基本戦略と応用

磁気ビーズによる核酸精製の原理は、固相可逆固定化技術（SPRI）に基づいています。, 作用機序はまだあまり明らかではありません. 塩橋理論は現在、より科学的に説明されています, つまり, 高濃度のアルコールと塩溶液では、DNA 分子の外側の水和層の水を捕捉します。, DNA 分子の凝集が起こり、沈殿が生じます。, マイナスに帯電したリン酸基が露出するように. 塩イオンは「塩橋」を形成します。, 「電気橋」とも呼ばれる, ビーズの表面のグループと, DNA をビーズの表面に吸着させます。.

イソプロパノールとエタノールの沈殿は強すぎる, したがって、フラグメントソートは通常は使用されません, しかし、非イオン性水溶性ポリマーPEG, つまり, 沈殿剤としてのポリエチレングリコール, 粘性のある PEG により、緩衝液中の磁気ビーズが良好な懸濁液を得ることができます。. DNA結合の過程で, 磁気ビーズをより完全に DNA と接触させることができます。, PEGはタンパク質の変性や非特異吸着を起こしにくい. しかし, PEGのDNA沈着効果はpHと温度の影響を受けやすい, 温度が低すぎるとPEGは水に溶けにくくなります。, それで 磁気ビーズ 通常、使用前に室温で平衡化する必要があります, およびいくつかの低 pH 安定剤, トリス塩酸など, 等, 磁気ビーズバッファーに追加されます.

DNAが長いほど, 負に帯電したリン酸基が表面に露出するほど、, 分子全体のマイナス電荷が強くなる, 磁性ビーズに吸着されやすくなります。, そしてそれを回収するために必要なPEGとNaClの濃度はより低いだけです; DNAが短いほど, 表面の水和層をより完全に破壊するには、より高い濃度のPEGとNaClが必要になります。, 磁気ビーズに吸着されるのに十分な負に帯電したリン酸基を露出させるため, そしてこうして回復した. こうして元に戻りました. したがって、より短い DNA 断片を回収したい場合は、, より多くの量の磁気ビーズを追加する必要があります (図に示す 1).

したがって, フラグメントソーティングの一般的な手順は、最初のラウンドで希釈したビーズバッファーで大きなフラグメントを吸着することです。, 上清を採取した後、2 回目のラウンドで指定されたフラグメントを吸着するためにビーズ バッファーを追加します。, 目的の断片化された DNA を取得する. 現在, 市場のフラグメントソーティングスキームのほとんどは、異なる長さのフラグメントを回収するために、異なる濃度の塩イオンおよびPEGの割合と組み合わせてカルボキシル化ビーズを使用します。, でももちろん, 別のスキームがあります, それは 使徒のやり方 カルボキシル化磁気ビーズによる大きな断片の最初の吸着 (図に示す基板A. 2) 塩イオンとPEGの特定の濃度で, その後、シリカヒドロキシル化磁気ビーズで小さな断片を吸着します (図に示す基板 B. 2) 塩イオンとPEGの特定の濃度で ^[2].

磁気ビーズ法によるフラグメントソーティングは効率的です。, 急速な, そして非常に特殊なテクニック, フラグメントのソートは、NGS ライブラリの準備プロセスにおける重要なステップの 1 つです。. フラグメントソーティングによる, ライブラリ内の DNA フラグメントのサイズがシーケンス プラットフォームの要件を満たしていることを確認できます。, したがって、シーケンスデータの品質と分析の精度が向上します。. 分子診断の分野では, フラグメントソーティング技術を使用して、検出の感度と特異性を向上させます。. フラグメントソーティング磁気ビーズは、下流実験用の PCR 製品の精製にも使用できます。.

参考文献:

[1] リュー・D, リク, ルオ・ジェイ, 等. 柔軟性と費用対効果を実現する SPRI ビーズベースの DNA 精製戦略[J/OL]. BMCゲノミクス, 2023, 24(1): 125. 土肥:10.1186/s12864-023-09211-w.

[2] 張B, 趙S, ワン・H, 等. 磁気ナノプラットフォームを使用した高解像度 DNA サイズ濃縮と非侵襲的出生前検査への応用[J/OL]. アナリスト, 2020, 145(17): 5733-5739. 土肥:10.1039/D0AN00813C.

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