一、MLPA 是什么?
MLPA 是一種用于檢測特定核酸序列拷貝數(shù)變異的高通量、半定量技術。它可以同時檢測多達50個不同的靶序列,包括基因缺失、重復、甲基化狀態(tài)以及點突變。
核心特點:
1. 高通量: 一次反應可檢測40-60個不同靶位點。
2. 高效經(jīng)濟: 僅需少量DNA(20-100 ng),就能獲得相當于數(shù)十次傳統(tǒng)PCR或qPCR實驗才能得到的信息。
3. 靈敏度高: 可以檢測出雜合性缺失和單拷貝的變異。
4. 應用廣泛: 可用于DNA和RNA分析。
二、 MLPA 技術原理(分步詳解)
MLPA 技術的巧妙之處在于將 探針連接 與 PCR 擴增相結合。整個過程可以分為四個主要步驟:
第一步:DNA 變性
將樣本DNA(通常是100-200 ng)加熱至98°C,使其雙鏈解鏈為單鏈。
第二步:探針雜交
降溫至60°C左右,使MLPA特異性探針與目標DNA序列進行雜交。
MLPA探針的結構(最關鍵的部分):
每一對MLPA探針都包括兩個半探針:
左半探針: 包含一個通用引物序列和一個靶標特異性序列。
右半探針: 包含另一個通用引物序列、一個靶標特異性序列和一個填充序列。
這兩個半探針的靶標特異性序列是相鄰的,只有當它們同時與目標DNAwammei互補結合時,才能進行下一步。
第三步:連接反應
加入 連接酶。只有兩個半探針都wanquan雜交到靶序列上,它們才會首尾相連,被連接酶共價連接成一條完整的核酸鏈。
關鍵點: 如果靶序列發(fā)生缺失或點突變,導致探針無法wanquan結合,連接反應就不會發(fā)生。這是MLPA技術特異性的基礎。
第四步:PCR 擴增
使用一對通用熒光標記引物對所有成功連接的探針進行PCR擴增。
因為所有探針都含有相同的通用引物序列,所以可以用同一對引物擴增所有不同的靶標。
為什么能定量?
每個連接成功的探針,其擴增產(chǎn)物的長度是不同的(由右半探針中的“填充序列"長度決定)。
通過毛細管電泳分離這些不同長度的產(chǎn)物,并通過檢測熒光強度來定量。
基本原理: 在一個樣本中,某個靶序列的拷貝數(shù)越高,對應的完整探針就越多,PCR擴增后該長度片段的熒光信號就越強。
三、 MLPA 工作流程概要
樣本DNA制備。
MLPA反應: 將DNA與MLPA探針混合物、緩沖液等混合,進行過夜雜交和連接反應。
PCR擴增: 使用通用引物進行擴增。
片段分析: 使用毛細管電泳儀進行分析。
數(shù)據(jù)分析: 專用軟件將樣本的信號峰值與正常對照樣本進行比較,通過計算比值來判定拷貝數(shù)。
比值 ≈ 1.0: 正常拷貝數(shù)(二倍體)。
比值 ≈ 0.5: 雜合性缺失(單拷貝)。
比值 ≈ 0: 純合性缺失(無拷貝)。
比值 ≈ 1.5: 重復(三拷貝)。
四、 MLPA 的主要應用領域
MLPA技術因其高效和靈活,被廣泛應用于:
1. 遺傳病診斷:
杜氏/貝氏肌營養(yǎng)不良癥: 檢測DMD基因大片段缺失/重復。
2. 脊髓性肌weisuo癥: 檢測SMN1基因外顯子7的純合缺失。
遺傳性腫瘤綜合征: 檢測BRCA1/2等基因的缺失/重復。
染色體微缺失/微重復綜合征: 如22q11.2缺失綜合征(迪喬治綜合征)、威廉姆斯綜合征等。
3. 腫瘤學:
檢測癌基因的擴增(如HER2在乳腺癌中的擴增)。
檢測抑癌基因的缺失。
4. 表觀遺傳學分析(MS-MLPA):
這是一種特殊形式的MLPA,探針設計包含了對甲基化敏感的限制性內(nèi)切酶的識別位點。
通過酶切處理,可以區(qū)分甲基化和非甲基化的DNA,從而用于檢測基因的甲基化狀態(tài),如印記基因疾病(Prader-Willi/Angelman綜合征)和腫瘤中的基因啟動子甲基化。
5. 基因分型與點突變檢測:
通過設計特殊的探針,可以檢測已知的單核苷酸多態(tài)性或點突變。
五、 MLPA 的優(yōu)缺點
優(yōu)點 | 缺點 |
高通量,一次檢測多個位點 | 只能檢測已知的、探針設計好的靶位點 |
所需DNA樣本量少 | 無法發(fā)現(xiàn)新的或未知的變異 |
操作相對簡單,通量高 | 對DNA質量要求較高 |
結果穩(wěn)定,重復性好 | 不能檢測平衡易位或倒位 |
成本效益高 | 是半定量技術,而非絕對定量 |
總結來說,MLPA是一種非常精巧、實用且高效的靶向拷貝數(shù)分析技術,在臨床分子診斷和研究中扮演著重要的角色。
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