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随着人类基因组计划的完成,在人类基因组中发现了大量的微妙差异即多态性,而单核苷酸多态性(SNPs)是其中最广泛最大量的类型。截止目前,公共数据库中报道的SNPs数量已经超过了九百万。简便、快速、准确有效且成本低的单核苷酸多态性和突变检测技术对于许多遗传疾病的早期诊断和预防、高危群体的发现、耐药基因的鉴定等方面具有重要的作用。1998年美国辛辛那提大学的Wanli Bi和Peter J.Stambrook首次将校读PCR(Proofreading PCR,PR-PCR)技术用于已知点突变的检测,但是由于该技术对等位基因的区分效率较低,无法有效地用于点突变和SNPs检测,因此没有得到广泛地应用和推广。在本研究中我们建立了一种改进的PR-PCR技术,该检测技术使用了3-末端ddNTP封闭的引物和高保真DNA聚合酶与非高保真DNA聚合酶的混合酶。其中ddNTP-封闭的引物具有最佳的封闭效果能够避免引物的非特异性延伸,而将高保真DNA聚合酶与非高保真DNA聚合酶以适当比例(0.1-0.15U∶1U)混合使用,高保真DNA聚合酶的使用量极少,主要发挥其校对功能:选择性地切除与模板不匹配的3羟基被封闭的核苷,暴露出正常的3羟基;而非高保真DNA聚合酶的使用量较多,主要发挥聚合酶作用进行PCR扩增反应,混合酶的使用显著提高了SNPs或点突变检测的灵敏度、特异性及准确性。 本研究证明改进的PR-PCR技术能够检测多种突变类型,包括:点突变、SNPs、插入与缺失突变(insertions/deletions,indels)甚至能够检测出封闭引物3末端倒数1-8位内的任一突变位点,大大起高了该检测技术的灵活性和应用范围。此外,该方法能够从野生型DNA中检测出突变率仅为5×10-5的突变体,存在着高度的选择性和特异性;还能够检测出500拷贝的突变型模板显示出了极高的灵敏度。该技术还能够结合探针、荧光染料等实现多种突变类型的闭管荧光检测,扩展了其应用范围。 为进一步评估改进的PR-PCR方法的准确性、有效性及可行性,我们对39份样品中结核分枝杆菌利福平耐药突变率最高的四个突变位点:531位丝氨酸(Ser)→亮氨酸(Leu)、526位组氨酸(His)→酪氨酸(Tyr)、526位组氨酸(His)→精氨酸(Arg)和516位天冬氨酸(Asp)→缬氨酸(Val)进行了点突变检测,并随机挑选出几个样品同时进行Sanger测序及454高通量测序,结果表明本研究建立的改进的PR-PCR方法的检测结果与454高通量测序结果一致,能够检测出突变率仅为0.185%的样品,表明改进的PR-PCR方法是一种高度准确、灵敏的单核苷酸多态性(或点突变)检测技术。