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A general strategy for highly sensitive analysis of genetic biomarkers at single-base resolution with ligase-based isothermally exponential amplification.
Talanta ( IF 5.6 ) Pub Date : 2020-01-15 , DOI: 10.1016/j.talanta.2020.120754 Hui Wang 1 , Honghong Wang 1 , Yuanyuan Sun 2 , Xiaoling Liu 2 , Ye Liu 3 , Chengli Wang 3 , Pengbo Zhang 1 , Zhengping Li 4
Talanta ( IF 5.6 ) Pub Date : 2020-01-15 , DOI: 10.1016/j.talanta.2020.120754 Hui Wang 1 , Honghong Wang 1 , Yuanyuan Sun 2 , Xiaoling Liu 2 , Ye Liu 3 , Chengli Wang 3 , Pengbo Zhang 1 , Zhengping Li 4
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Robust, reliable, and sensitively quantitative detection of genetic biomarkers at single-base resolution has the potential to revolutionize medical diagnostics, especially for precision medicine. Here, taking the advantages of the high specificity of ligase reaction and the powerful amplification features of the isothermally exponential amplification, we have demonstrated a novel methodology to sensitively quantify genetic biomarkers at one-base resolution. The methodology is based on the ligase reaction of two stem-loop DNA probes templated by the nucleic acid targets to form a double stem-loop DNA, which subsequently initiates the isothermally exponential amplification reaction with high amplification efficiency. With the proposed method, high sensitivity to determine as low as 0.01 fM DNA or 0.1 fM RNA targets and high specificity to detect single-base changes can be achieved. The new methodology is robust to be performed by using a pair of universal primers under isothermal conditions, which should be employed to quantitatively detect any genetic biomarkers because all DNA/RNA targets can be directly used as the templates to ligate the stem-loop DNA probes with single-base resolution.
中文翻译：
在基于连接酶的等温指数扩增的单碱基分辨率下对遗传生物标志物进行高灵敏度分析的一般策略。
以单碱基分辨率对基因生物标志物进行可靠，可靠和灵敏的定量检测，可能会彻底改变医学诊断技术，尤其是精密医学。在这里，利用连接酶反应的高特异性和等温指数扩增的强大扩增功能的优势，我们已经证明了一种新颖的方法，可以以一碱基的分辨率灵敏地定量遗传生物标记。该方法基于以核酸靶标为模板的两个茎环DNA探针的连接酶反应，以形成双茎环DNA，随后以高扩增效率启动等温指数扩增反应。使用建议的方法，高灵敏度可确定低至0.01 fM DNA或0。可以实现1 fM RNA靶标和检测单碱基变化的高特异性。通过在等温条件下使用一对通用引物可以执行该新方法，该方法是可靠的，应将其用于定量检测任何遗传生物标记，因为所有DNA / RNA靶均可直接用作连接茎环DNA探针的模板具有单基分辨率。
更新日期：2020-01-15
中文翻译：
在基于连接酶的等温指数扩增的单碱基分辨率下对遗传生物标志物进行高灵敏度分析的一般策略。
以单碱基分辨率对基因生物标志物进行可靠，可靠和灵敏的定量检测，可能会彻底改变医学诊断技术，尤其是精密医学。在这里，利用连接酶反应的高特异性和等温指数扩增的强大扩增功能的优势，我们已经证明了一种新颖的方法，可以以一碱基的分辨率灵敏地定量遗传生物标记。该方法基于以核酸靶标为模板的两个茎环DNA探针的连接酶反应，以形成双茎环DNA，随后以高扩增效率启动等温指数扩增反应。使用建议的方法，高灵敏度可确定低至0.01 fM DNA或0。可以实现1 fM RNA靶标和检测单碱基变化的高特异性。通过在等温条件下使用一对通用引物可以执行该新方法，该方法是可靠的，应将其用于定量检测任何遗传生物标记，因为所有DNA / RNA靶均可直接用作连接茎环DNA探针的模板具有单基分辨率。
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