基于UDG介导PCR、磁性纳米富集和链置换反应的SNPs准确快速检测方法

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81672112
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2606.检验医学研究新技术与新方法
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The detection of single-nucleotide polymorphisms (SNPs) plays an important role in precision medicine initiative. The rapid detection of SNPs encountered the following dilemma: it is difficult to obtain high copy single-stranded target gene with hybridization activity from the clinical samples; detection probe, the length of which matches with target gene, cannot be accurate synthesized as the restriction of nucleic acid chemical synthesis technology; DNA hybridization between target gene and detection probe requires optimization because this process does not strictly follow the Watson-Crick pairing rules. Aiming these problems, we put forward a new strategy to obtain single-stranded nucleic acid as target based on magnetic nanoparticles enrichment and PCR. This project creatively combined UDG with PCR to acquire long-length detection probe; explore the kinetics parameters of long-length strand displacement reaction to enhance analytical performance. The as prepared methods for single-strand target gene and long-length detection probe extraction is an innovation in nucleic acids point-of-care test. The developed biosensor based on UDG mediated PCR, magnetic nanoparticles enrichment, and strand displacement reaction for nucleic acid diagnosis is a original method. This project could provide technique support for clinical application of biosensor. Moreover, it would promote the development of nucleic acid in vitro diagnostic research and product research.
单核苷酸多态性(SNPs)检测在精准医疗中具有极其重要的价值。目前临床样本SNPs快速检测存在三个关键问题:难以提取具有杂交活性的高拷贝单链靶基因;受核酸化学合成技术限制,无法准确高效合成与靶基因长度相匹配的检测探针;核酸杂交反应不严格遵循碱基互补配对规则,不能保证核酸杂交特异性。针对上述问题,我们创新性耦合磁性纳米富集和PCR技术,建立临床样本中单链靶基因的提取方法;率先利用尿嘧啶DNA糖基化酶(UDG)介导PCR技术合成长链检测探针;探索长链核酸链置换反应的动力学特征,提高其检测性能。拟建立的单链靶基因提取方法和长链检测探针合成技术是临床样本核酸准确检测在理论和技术上的创新。基于UDG介导PCR、磁性纳米富集和链置换反应构建的生物传感技术平台用于临床样本中SNPs检测是原创性思路。该项目的实施将为生物传感器的临床应用提供全新技术平台,为开创核酸体外诊断研究新道路及系列产品研发奠定基础。

结项摘要

单核苷酸多态性(SNPs)在临床中具有重要的意义,其与疫病易感性、药物抗性等密切相关。本项目耦合磁性富集技术和传统 PCR 技术构建了一种适于临床的单链靶基因提取方法;利用UDG 介导的 PCR 技术,用于获得具有杂交活性且荧光标记的检测探针;结合上述方法我们建立了更简便、经济的 SNPs 准确快速检测平台,该平台与荧光分光光度计、荧光显微镜、荧光定量 PCR 仪等仪器兼容。基于已建立的平台,我们成功检测了与G6PD缺乏症相关的1376G>T突变。在此基础上,为更加特异地检测点突变,我们比较了不同链置换策略的性能,设计了一种新型Bulge-loop探针以及开发了一种基于模拟指导的纳米机器设计策略。本项目研究成果有望为临床中SNPs检测提供更加简便、通用的手段,为SNPs的特异检测提供设计指导,加速SNPs检测在临床中的应用。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Simulation-guided DNAzyme based nanomachine design for identifying single nucleotide variants
基于模拟引导 DNAzyme 的纳米机器设计,用于识别单核苷酸变异
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2020.128719
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Li;Zhang Zhang;Ou Xinying;Wang Yufeng;Yang Liu;Weng Zhi;Xie Guoming
  • 通讯作者:
    Xie Guoming
Tuning the specificity of DNA probes using bulge-loops for low-abundance SNV detection
使用凸环调整 DNA 探针的特异性以进行低丰度 SNV 检测。
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2020.112092
  • 发表时间:
    2020-04-15
  • 期刊:
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Bai, Shulian;Xu, Bangtian;Xie, Guoming
  • 通讯作者:
    Xie, Guoming

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其他文献

Target-induced aptamer release strategy based on electrochemical detection of staphylococcal enterotoxin B using GNPs-ZrO2-Chits film nbsp;
基于 GNPs-ZrO2-Chits 薄膜电化学检测葡萄球菌肠毒素 B 的靶标诱导适体释放策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    谢国明
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  • 发表时间:
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    --
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  • 通讯作者:
    熊兴良
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    --
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    --
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多重 PCR 和 CRISPR-Cas 的集成可实现对多重耐药鲍曼不动杆菌的高度特异性检测
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    10.1016/j.snb.2021.129600
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    2021-05
  • 期刊:
    Sensors and Actuators: B. Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王玉凤;郭永灿;张力;杨宇君;杨双双;杨柳;陈华剑;刘成桂;李俊杰;谢国明
  • 通讯作者:
    谢国明

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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