华人学者开发超快的精确DNA分析技术

　　Rice大学的科学家们开发了一种超快的精确DNA分析技术，可以大大加快分子诊断工具的设计，更好的识别病原体DNA和RNA。这一成果发表在本期Nature Communications杂志上，文章的通讯作者是Rice大学的助理教授张宇（David Yu Zhang）。

　　

生物通报道：Rice大学的科学家们开发了一种超快的精确DNA分析技术，可以大大加快分子诊断工具的设计，更好的识别病原体DNA和RNA。这一成果发表在本期Nature Communications杂志上，文章的通讯作者是Rice大学的助理教授张宇（David Yu Zhang）。

张宇团队的这项技术将DNA和RNA的精确热力学分析，从几个月时间缩短到了几小时。人们可以在此基础上建立一个遗传学分子生物物理特性的通用数据库。

研究特定DNA序列的行为一般需要加热和冷却分子，观察它们在不同温度下的荧光强度，这就是熔解曲线分析。研究人员随后根据熔解曲线推测DNA在其他温度下的属性。然而这样的方法是不准确的，张教授说。

“我们希望用高质量的DNA和RNA热力学参数建立一个数据库。八、九十年代建立的熔解曲线太粗糙了，”张教授指出。“不幸的是，医学诊断和生命科学研究如今就在使用这些曲线，因为没有其他更好的方法。”

“我们这个技术可以在天然环境下测定确切的DNA热力学动态，而不是在把它们锁在过热的牢笼里。”

在自然环境下的研究野生动物是很困难的，要等很久它们才会进入我们的视野。在天然环境下研究DNA也面临着类似的问题，“研究者们通常要几个月才能确定DNA的真实状态，等待时间实在太长，”张教授说。“我们的方法可以快速捕捉DNA目标，整个过程加速了一万甚至十万倍。”

虽然这个技术比熔解曲线分析麻烦一点，但研究证实它获得的结果要准确得多。研究显示，该技术的错误率比之前的方法低十倍，可以帮助人们更精确的设计诊断试剂。不过张教授并不打算为这一方法申请专利。“我觉得这一方法可以让全世界受益，”他说。“我希望大家都能使用这个方法，共同建立热力学数据库。”

分子诊断市场可是个诱人的大蛋糕。Frost & Sullivan在2012年预计，全球2014年分子诊断市场的总收入将超过62亿美元。市场的不断发展也催生了分子诊断巨头的出现，2014年6月 GEN网站公布了全球分子诊断公司之14强。（更多详细信息参见：全球分子诊断公司之14强）

下面，让我们再来了解一下一项革命性的核酸检测技术。重组酶聚合酶扩增（Recombinase Polymerase Amplification，RPA），被称为是可以替代PCR的核酸检测技术（由英国公司TwistDx Inc开发）。以此为基础的TwistAmp® 核酸扩增产品，能够在15分钟内进行常温下的单分子核酸检测。由于不需要温控设备，RPA可以真正实现便携式的快速核酸检测，特别适合用于体外诊断、兽医、食品安全、生物安全、农业等领域。（更多详细信息参见：核酸检测的一场革命，可替代PCR的犀利技术）

2014年10月，BioTechniques杂志特别发布了系列文章，介绍了现代生物学中最有影响力的方法，其中就包括熔解曲线分析。让我们来了解一下熔解曲线分析以及这一技术背后的故事和人。（更多详细信息参见：BioTechniques特辑：熔解曲线分析的前生）

张宇教授简介
美国Rice University 助理教授；Panning Genomics 公司合伙人。张宇教授领导10名研究人员的科研团队，在过去2年内已累计获得超过二百万美元的研究经费。具有15年核酸生物技术领域的研究经验，发表学术论文20篇（包括2篇Science和4篇Nature Chemistry）, 拥有15项美国和国际专利（其中一项已授权给一家纳斯达克上市公司）。张博士带领的研究团队已经与6个美国生物技术公司和2个中国生物技术公司进行密切合作。

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：Native characterization of nucleic acid motif thermodynamics via non-covalent catalysis. Nature Communications