DNA 단편 분류를 위한 기본 전략 및 응용

핵산의 자기 비드 정제 원리는 고체상 가역적 고정화 기술(SPRI)을 기반으로 합니다., 그 작용 메커니즘은 아직 명확하지 않습니다.. 소금 다리 이론은 현재보다 과학적인 설명입니다, 즉, 더 높은 농도의 알코올과 소금 용액에서는 DNA 분자 외부의 수화층의 물을 붙잡습니다., 결과적으로 DNA 분자 침전이 응집됩니다., 음전하를 띤 인산염 그룹이 노출되도록. 소금 이온은 "소금 다리"를 형성합니다., "전기 브리지"라고도 함, 구슬 표면의 그룹과 함께, DNA가 비드 표면에 흡착되도록 하는 것.

이소프로판올과 에탄올 침전이 너무 강력합니다, 따라서 조각 정렬은 일반적으로 사용되지 않습니다., 비이온성 수용성 고분자 PEG, 즉, 침전제로서의 폴리에틸렌 글리콜, 점성 PEG로 인해 완충액의 자성 비드가 좋은 현탁액을 얻을 수 있습니다.. DNA 결합 과정에서, 자기 비드는 DNA와 더 완전히 접촉될 수 있습니다., PEG는 단백질 변성과 비특이적 흡착을 일으키기 쉽지 않습니다.. 하지만, PEG의 DNA 침착 효과는 pH와 온도에 의해 쉽게 영향을 받습니다., PEG는 온도가 너무 낮으면 물에 쉽게 녹지 않습니다., 그래서 자기 구슬 일반적으로 사용하기 전에 실온에서 평형을 유지해야 합니다., 및 일부 낮은 pH 안정제, Tris-HCl과 같은, 등., 자기 비드 버퍼에 추가됩니다.

DNA가 길수록, 더 많은 음전하를 띤 인산염 그룹이 표면에 노출됩니다., 전체 분자의 음전하가 강할수록, 자성비드에 흡착되기 쉬워집니다., 이를 회수하려면 더 낮은 농도의 PEG와 NaCl만 필요합니다.; DNA가 짧을수록, 표면의 수화층을 더 철저하게 파괴하려면 PEG와 NaCl의 농도가 높아야 합니다., 자성 비드에 의해 흡착될 수 있을 만큼 음으로 하전된 인산염 그룹을 노출시킵니다., 그래서 회복됨. 그리하여 다시 회복되었다. 따라서 더 짧은 DNA 조각을 복구하려는 경우, 더 많은 양의 자기 비드를 추가해야 합니다. (그림에 표시된 1).

그러므로, 단편 분류의 일반적인 절차는 첫 번째 라운드에서 희석된 비드 완충액으로 큰 단편을 흡착하는 것입니다., 상청액을 취한 후 두 번째 라운드에서 지정된 조각을 흡착하기 위해 비드 버퍼를 추가합니다., 원하는 조각난 DNA를 얻기 위해. 현재, 시중에 나와 있는 대부분의 단편 분류 체계는 다양한 길이의 단편을 회수하기 위해 다양한 농도의 염 이온 및 PEG 비율과 함께 카르복실화된 비드를 사용합니다., 하지만 물론, 또 다른 계획이 있어요, 이는 사도의 방법 카르복실화 자기 비드로 큰 조각을 먼저 흡착하는 방법 (그림에 표시된 기판 A. 2) 특정 농도의 염 이온과 PEG에서, 그런 다음 실리카 수산화 자기 비드로 작은 조각을 흡착합니다. (그림에 표시된 기판 B. 2) 특정 농도의 염 이온과 PEG에서 ^[2].

단편 정렬을 위한 자기 비드 방법은 효율적입니다., 빠른, 매우 구체적인 기술, 조각 정렬은 NGS 라이브러리 준비 프로세스의 주요 단계 중 하나입니다.. 조각 정렬을 통해, 라이브러리의 DNA 단편 크기가 시퀀싱 플랫폼의 요구 사항을 충족하는지 확인할 수 있습니다., 따라서 시퀀싱 데이터의 품질과 분석의 정확성이 향상됩니다.. 분자진단 분야에서는, 검출의 민감도와 특이도를 향상시키기 위해 단편 정렬 기술이 사용됩니다.. 단편 분류 자기 비드는 다운스트림 실험을 위한 PCR 산물의 정제에도 사용할 수 있습니다..

참고자료:

[1] 리우 디, 리큐, 루오 J, 등. 유연성과 비용 효율성을 위한 SPRI 비드 기반 DNA 정제 전략[J/OL]. BMC 유전체학, 2023, 24(1): 125. 도이:10.1186/s12864-023-09211-w.

[2] 장 B, 자오 S, 완 H, 등. 자기 나노 플랫폼을 이용한 고해상도 DNA 크기 농축 및 비침습적 산전 검사 적용[J/OL]. 분석가, 2020, 145(17): 5733-5739. 도이:10.1039/D0AN00813C.

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