一、MLPA 是什么?
MLPA 是一种用于检测特定核酸序列拷贝数变异的高通量、半定量技术。它可以同时检测多达50个不同的靶序列,包括基因缺失、重复、甲基化状态以及点突变。
核心特点:
1. 高通量: 一次反应可检测40-60个不同靶位点。
2. 高效经济: 仅需少量DNA(20-100 ng),就能获得相当于数十次传统PCR或qPCR实验才能得到的信息。
3. 灵敏度高: 可以检测出杂合性缺失和单拷贝的变异。
4. 应用广泛: 可用于DNA和RNA分析。
二、 MLPA 技术原理(分步详解)
MLPA 技术的巧妙之处在于将 探针连接 与 PCR 扩增相结合。整个过程可以分为四个主要步骤:
第一步:DNA 变性
将样本DNA(通常是100-200 ng)加热至98°C,使其双链解链为单链。
第二步:探针杂交
降温至60°C左右,使MLPA特异性探针与目标DNA序列进行杂交。
MLPA探针的结构(最关键的部分):
每一对MLPA探针都包括两个半探针:
左半探针: 包含一个通用引物序列和一个靶标特异性序列。
右半探针: 包含另一个通用引物序列、一个靶标特异性序列和一个填充序列。
这两个半探针的靶标特异性序列是相邻的,只有当它们同时与目标DNAwammei互补结合时,才能进行下一步。
第三步:连接反应
加入 连接酶。只有两个半探针都wanquan杂交到靶序列上,它们才会首尾相连,被连接酶共价连接成一条完整的核酸链。
关键点: 如果靶序列发生缺失或点突变,导致探针无法wanquan结合,连接反应就不会发生。这是MLPA技术特异性的基础。
第四步:PCR 扩增
使用一对通用荧光标记引物对所有成功连接的探针进行PCR扩增。
因为所有探针都含有相同的通用引物序列,所以可以用同一对引物扩增所有不同的靶标。
为什么能定量?
每个连接成功的探针,其扩增产物的长度是不同的(由右半探针中的“填充序列"长度决定)。
通过毛细管电泳分离这些不同长度的产物,并通过检测荧光强度来定量。
基本原理: 在一个样本中,某个靶序列的拷贝数越高,对应的完整探针就越多,PCR扩增后该长度片段的荧光信号就越强。
三、 MLPA 工作流程概要
样本DNA制备。
MLPA反应: 将DNA与MLPA探针混合物、缓冲液等混合,进行过夜杂交和连接反应。
PCR扩增: 使用通用引物进行扩增。
片段分析: 使用毛细管电泳仪进行分析。
数据分析: 专用软件将样本的信号峰值与正常对照样本进行比较,通过计算比值来判定拷贝数。
比值 ≈ 1.0: 正常拷贝数(二倍体)。
比值 ≈ 0.5: 杂合性缺失(单拷贝)。
比值 ≈ 0: 纯合性缺失(无拷贝)。
比值 ≈ 1.5: 重复(三拷贝)。
四、 MLPA 的主要应用领域
MLPA技术因其高效和灵活,被广泛应用于:
1. 遗传病诊断:
杜氏/贝氏肌营养不良症: 检测DMD基因大片段缺失/重复。
2. 脊髓性肌weisuo症: 检测SMN1基因外显子7的纯合缺失。
遗传性肿瘤综合征: 检测BRCA1/2等基因的缺失/重复。
染色体微缺失/微重复综合征: 如22q11.2缺失综合征(迪乔治综合征)、威廉姆斯综合征等。
3. 肿瘤学:
检测癌基因的扩增(如HER2在乳腺癌中的扩增)。
检测抑癌基因的缺失。
4. 表观遗传学分析(MS-MLPA):
这是一种特殊形式的MLPA,探针设计包含了对甲基化敏感的限制性内切酶的识别位点。
通过酶切处理,可以区分甲基化和非甲基化的DNA,从而用于检测基因的甲基化状态,如印记基因疾病(Prader-Willi/Angelman综合征)和肿瘤中的基因启动子甲基化。
5. 基因分型与点突变检测:
通过设计特殊的探针,可以检测已知的单核苷酸多态性或点突变。
五、 MLPA 的优缺点
优点 | 缺点 |
高通量,一次检测多个位点 | 只能检测已知的、探针设计好的靶位点 |
所需DNA样本量少 | 无法发现新的或未知的变异 |
操作相对简单,通量高 | 对DNA质量要求较高 |
结果稳定,重复性好 | 不能检测平衡易位或倒位 |
成本效益高 | 是半定量技术,而非绝对定量 |
总结来说,MLPA是一种非常精巧、实用且高效的靶向拷贝数分析技术,在临床分子诊断和研究中扮演着重要的角色。
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