左旋 DNA 是 DNA 分子的鏡像,其物理特性與右旋 DNA 一樣,但是它不參與大多數(shù)生物反應(yīng)。因此,當(dāng)帶有熒光標(biāo)記的左旋 DNA 被添加至 PCR 樣本中,它會(huì)以相同的方式(變性、退火)提供熒光信號(hào)反映分子反應(yīng)信息、
為了驗(yàn)證他們的設(shè)想,Adams 和 Haselton 聯(lián)合物理系助理教授 William Gabella 一起創(chuàng)建了一個(gè)適應(yīng)性 PCR 設(shè)備原型(如下圖),并進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)。
手持式 PCR 儀:左邊是紫外激光器,由它照射中間的樣本,右邊的分光光度計(jì)負(fù)責(zé)檢測(cè)樣本中熒光水平的變化,從而控制 DNA 復(fù)制過(guò)程。
Adams 表示:“現(xiàn)有的 PCR 儀器非常挑剔。我們實(shí)驗(yàn)室配備有 3 臺(tái) PCR 儀。當(dāng)我們將相同的樣本放入 3 臺(tái)儀器中,只有兩臺(tái)儀器正常工作。當(dāng)我與儀器公司的技術(shù)人員反映這一問(wèn)題時(shí),她詢問(wèn)我儀器周?chē)欠裼邪擞⒊吆竦膲Ρ??我回?fù)說(shuō)是的。她解釋是因?yàn)檫@堵墻干擾了氣流,從而對(duì)儀器運(yùn)行造成影響。當(dāng)然,事實(shí)證明她是對(duì)的,因?yàn)楫?dāng)我把儀器移出來(lái),它又開(kāi)始正常工作了!”
技術(shù)人員對(duì)一系列可能的問(wèn)題提出應(yīng)對(duì)之策:儀器需放置在溫度可控的房間;DNA 樣本需要純化…… 即便如此,它仍然需要實(shí)驗(yàn)人員耗費(fèi)時(shí)間優(yōu)化反應(yīng)條件。
現(xiàn)在,適應(yīng)性方法能夠控制 PCR 過(guò)程,有望簡(jiǎn)化操作、提高準(zhǔn)確性、降低其對(duì)環(huán)境的敏感性,減少儀器大小(從臺(tái)式到手持)。
適應(yīng)性 PCR 借助熒光標(biāo)記的左旋 DNA 確定理想的變性和退火溫度,從而規(guī)避了所有變量。
左旋 DNA 序列可以通過(guò)商業(yè)合成獲得,其序列與需要擴(kuò)增的 DNA 序列一樣,而且左旋 DNA 的兩條鏈上分別標(biāo)記上一個(gè)熒光報(bào)告基團(tuán)和一個(gè)熒光淬滅基團(tuán)(當(dāng)兩條鏈完整時(shí),淬滅基團(tuán)會(huì)吸收?qǐng)?bào)告基團(tuán)發(fā)出的熒光信號(hào))。