抗体修饰DNA测序酶的开发及其应用

【目的】开发一种新型DNA测序酶,解决一代测序技术应对复杂DNA结构模板所面临的主要挑战,如测序信号中断或测序信号快速衰减。【方法】从NCBI数据库中挖掘到了Taq DNA聚合酶和单链结合蛋白SSB基因信息,利用遗传融合、定点突变及基因设计技术获得了一种新型的测序酶Sso-Sequenase。利用亲和层析和离子交换层析,获得了纯化的测序酶。利用抗体修饰技术改良了Sso-Sequenase的性能,并且利用STR技术对其热启动性能进行了表征。选取多组不同类型的复杂模板,采用一代技术对比分析了Sso-Sequenase测序酶试剂盒和传统BigDye测序试剂盒的测序表现。【结果】Sso-Sequenase在大肠杆菌中稳定表达,纯度达到95%以上,产量高达10.5 mg/L。当温度低于35℃时,Sso-Sequenase表现出热启动活性。在复杂模板的一代测序反应中,如重复序列、高GC和发夹结构等样本,Sso-Sequenase测序酶成功完成了所有样本的测序,序列的平均碱基质量QV大于20。相比而言,BigDye测序试剂盒在处理这些复杂样本时,多数样本测序信号出现了显著衰减或中断。【结论】开发了一种纯度好、产量高,兼具热启动活性的DNA测序酶Sso-Sequenase及测序试剂盒,显著提高了复杂DNA结构模板(重复序列、高GC和发夹结构)测序成功率。

质粒DNA Fast NGS测序方法的开发和应用

质粒DNA是最常用的基因运载工具,在基因合成技术中扮演着至关重要的角色。如何实现合成质粒DNA的准确且快速检测,是确保基因组完整性和提高基因合成效率的关键。尽管基于一代DNA的测序方法,其准确性已成为行业标准,但在检测通量、检测速度和检测成本等方面仍然存在局限性,这促使科学家们不断寻求新的解决方案。基于生物酶库,开发了DNA建库酶TN5,建立了高通量质粒DNA检测方案——Fast NGS。利用不同长度、不同质量的质粒DNA样本评估了Fast NGS的可行性,并对质粒DNA样本进行了高通量测序,最后对比了Fast NGS与Sanger测序的效率。结果表明,DNA建库酶TN5蛋白的纯度和质量符合二代测序要求。Fast NGS适用于3~8 kb基因合成质粒的测序检测,其检测通量高达2500个·12 h-1,测序成功率超过95%,测序准确性与一代测序相当,并且无明显序列偏好性。Fast NGS实现了质粒DNA的高通量、快速且低成本检测,为基因合成技术的发展提供了新的方向。