基于DNA自组装标记的纳米孔测序新技术研究

The project planed to use the hybridization of the different DNA self-assembe markers and a single stranded DNA molecule target mutation region, then the electrical signal of mutation base was enhanced by the different DNA molecule, thus obtains the corresponding DNA mutation site information. This project tries to establish a new method with convenient, quick, accurate and reliable for nanopore DNA sequencing. This method not only avoids some technical bottlenecks encountered in the current nanopore sequencing, even can directly obtain genotype and haplotype information for a long DNA fragment analysis, which has very widely practical application prospect.

本项目采用不同形状DNA自组装体与待测单链DNA分子目标突变位点区域杂交，通过不同DNA自组装体的显著差异放大DNA分子中碱基突变所产生的电信号差异，从而得到相应的DNA突变位点信息。本项目试图建立一种方便、快捷、准确可靠的纳米孔DNA测序新的分析方法，该方法不仅避开了目前纳米孔测序中遇到的一些技术瓶颈，甚至可以对一个相当长的DNA片段直接进行基因型和单倍型分析，具备非常强的实际应用前景。

本项目我们利用固态纳米孔单分子探测技术，探究了单独四面体折纸结构以及带有四面体折纸标记的双链DNA的穿孔行为。研究表明，单独四面体折纸的穿孔行为与双链DNA穿孔行为类似，可以在固态纳米孔穿孔电流信号中产生明显的阻孔信号。纳米孔的孔径对于四面体折纸结构的穿孔时间会有影响。相同偏压下，孔径越小，纳米孔与四面体折纸的相互作用越强，从而导致穿孔时间越长。利用DNA折纸技术，成功制备了三种构型的样品（四面体折纸标记在双链DNA的不同位置上）。除了双链DNA的穿孔信号外，作为标记物的四面体折纸结构产生了额外的电流信号。通过对这些穿孔事件进行统计分析，得到了高信噪比以及与真实标记位置一致的时间位置信息。本项目累计申请相关专利2篇，发表SCI论文10篇。