1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Прикладная биохимия и микробиология
  4. T. 59, № 4, 2023

Прикладная биохимия и микробиология, 2023, T. 59, № 4, стр. 392-400

Эффективность различных ДНК-полимераз для амплификации длинных последовательностей с геномной ДНК и кДНК культурного картофеля

А. Д. Антипов 1, Н. Е. Злобин 1, *

1 Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии
127550 Москва, Россия

* E-mail: stresslab@yandex.ru

Поступила в редакцию 17.02.2023
После доработки 28.02.2023
Принята к публикации 01.03.2023

Аннотация

Амплификация длинных фрагментов со сложных матриц, таких как геномная ДНК эукариот, является сложной задачей для большинства ДНК-полимераз. В работе проведено сравнение эффективности 6 вариантов ДНК-полимераз для амплификации с геномной ДНК картофеля Solanum tuberosum полноразмерных последовательностей генов, кодирующих факторы инициации трансляции семейства eIF4E, а также для синтеза фрагментов генома вируса Y картофеля с кДНК растений картофеля, зараженных этим вирусом. Было установлено, что эффективность амплификации различными ДНК-полимеразами в целом падала с увеличением длины ампликонов. Наибольшую эффективность синтеза длинных фрагментов продемонстрировали полимеразы LongAmp и Platinum SuperFi II, которые позволяли с высокой эффективностью синтезировать ПЦР-продукты длиной более 10 тысяч пар оснований, наименьшую – полимераза Encyclo. Ни одна из ДНК-полимераз не обеспечила эффективную амплификацию всех исследованных фрагментов ДНК. В то же время, любой из исследованных фрагментов ДНК мог быть амплифицирован с помощью не менее чем одного варианта ДНК-полимеразы. Таким образом, выбор ДНК-полимеразы имел ключевое значение для эффективности синтеза определенного ПЦР-продукта.

Ключевые слова: полимеразная цепная реакция, ПЦР длинных фрагментов, ДНК-полимераза

Список литературы

  1. Karunanathie H., Kee P.S., Ng S.F., Kennedy M.A., Chua E.W. // Biochimie. 2022. V. 197. P. 130–143. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2022.02.009

  2. Knierim E., Lucke B., Schwarz J.M., Schuelke M., Seelow D. // PloS One. 2011. V. 6. № 11. P. e28240. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0028240

  3. Qiao W., Yang Y., Sebra R., Mendiratta G., Gaedigk A., Desnick R.J., Scott S.A. // Hum. Mutat. 2016. V. 37. № 3. P. 315–323. https://doi.org/10.1002/humu.22936

  4. Martijn J., Lind A.E., Schön M.E., Spiertz I., Juzokaite L., Bunikis I. et al. // Environ. Microbiol. 2019. V. 21. № 7. P. 2485–2498. https://doi.org/10.1111/1462-2920.14636

  5. Karst S.M., Ziels R.M., Kirkegaard R.H., Sørensen E.A., McDonald D., Zhu Q., Knight R., Albertsen, M. // Nat. Methods. 2021. V. 18. № 2. P. 165–169. https://doi.org/10.1038/s41592-020-01041-y

  6. Brait N., Külekçi B., Goerzer I. // BMC Genomics. 2022. V. 23. № 1. P. 1–16. https://doi.org/10.1186/s12864-021-08272-z

  7. Briscoe A.G., Goodacre S., Masta S.E., Taylor M.I., Arnedo M.A., Penney D., Kenny J., Creer S. // PLoS One. 2013. V. 8. № 5. P. e62404. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0062404

  8. Jia H., Guo Y., Zhao W., Wang K. // Sci. Rep. 2014. V. 4. № 1. P. 1–8. https://doi.org/10.1038/srep05737

  9. Ozaki Y., Suzuki S., Shigenari A., Okudaira Y., Kikkawa E., Oka A. et al. // Tissue Antigens. 2014. V. 83. № 1. P. 10–16. https://doi.org/10.1111/tan.12258

  10. Deiner K., Renshaw M.A., Li Y., Olds B.P., Lodge D.M., Pfrender M.E. // Methods Ecol. Evol. 2017. V. 8. № 12. P. 1888–1898. https://doi.org/10.1111/2041-210X.12836

  11. Togi S., Ura H., Niida Y. Optimization and Validation of Multimodular // J. Mol. Diagn. 2021. V. 23. № 4. P. 424–446. https://doi.org/10.1016/j.jmoldx.2020.12.009

  12. Günther S., Sommer G., Von Breunig F., Iwanska A., Kalinina T., Sterneck M., Will H. // J. Clin. Microbiol. 1998. V. 36. № 2. P. 531–538. https://doi.org/10.1128/JCM.36.2.531-538.1998

  13. Trémeaux P., Caporossi A., Ramière C., Santoni E., Tarbouriech N., Thélu M.A. et al. // Clin. Microbiol. Infect. 2016. V. 22. № 5. P. 460-e1. https://doi.org/10.1016/j.cmi.2016.01.015

  14. Joffret M.L., Polston P.M., Razafindratsimandresy R., Bessaud M., Heraud J.M., Delpeyroux F. // Front. Microbiol. 2018. V. 9. P. 2339. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.02339

  15. Isaacs S.R., Kim K.W., Cheng J.X., Bull R.A., Stelzer-Braid S., Luciani F. et al. // Sci. Rep. 2018. V. 8. № 1. P. 1–9. https://doi.org/10.1038/s41598-018-30322-y

  16. Shagin D.A., Lukyanov K.A., Vagner L.L., Matz M.V. // Nucleic Acids Res. 1999. V. 27. № 18. P. e23-i. https://doi.org/10.1093/nar/27.18.e23-i

  17. Zhao Z., Xie X., Liu W., Huang J., Tan J., Yu H., Zong W. et al. // Mol. Plant. 2022. V. 15. № 4. P. 620–629. https://doi.org/10.1016/j.molp.2021.12.018

  18. Ignatov K.B., Kramarov V.M. //Biochemistry (Moscow). 2009. V. 74. № 5. P. 557–561. https://doi.org/10.1134/S0006297909050113

  19. Cheng S., Fockler C., Barnes W.M., Higuchi R. // PNAS. 1994. V. 91. № 12. P. 5695–5699. https://doi.org/10.1073/pnas.91.12.5695

  20. Waggott W. // Humana Press. 1998. V. 16. P. 81–91. https://doi.org/10.1385/0-89603-499-2:81

  21. Kasajima I. // Trends Res. 2018. V. 1. P. 1–2. https://doi.org/10.15761/TR.1000115

  22. Singh R.P., Singh M., King R.R. // J. Virol. Methods. 1998. V. 74. № 2. P. 231–235. https://doi.org/10.1016/S0166-0934(98)00092-5

  23. Singh R.P., Nie X., Singh M., Coffin R., Duplessis P. // J. Virol. Methods. 2002. V. 99. № 1–2. P. 123–131. https://doi.org/10.1016/S0166-0934(01)00391-3

  24. Valcarcel J., Reilly K., Gaffney M., O’Brien N.M. // Potato Res. 2015. V. 58. № 3. P. 221–244. https://doi.org/10.1007/s11540-015-9299-z

  25. Анисимова И.Н., Алпатьева Н.В., Абдуллаев Р.А., Карабицина Ю.И., Кузнецова Е.Б. Скрининг генетических ресурсов растений с использованием ДНК-маркеров: основные принципы, выделение ДНК, постановка ПЦР, электрофорез в агарозном геле. / Ред. Радченко Е.Е.: Методические указания ВИР. СПб: ВИР, 2018. 47 с. https://doi.org/10.30901/978-5-905954-81-8

  26. Moury B., Charron C., Janzac B., Simon V., Gallois J.L., Palloix A., Caranta C. // Infect. Genet. Evol. 2014. V. 27. P. 472–480. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2013.11.024

  27. Lucioli A., Tavazza R., Baima S., Fatyol K., Burgyan J., Tavazza M. // Front. Microbiol. 2022. V. 13. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.873930

  28. Quenouille J., Vassilakos N., Moury B. // Plant Pathol. 2013. V. 14. № 5. P. 439–452. https://doi.org/10.1111/mpp.12024

  29. Suzuki Y., Sugano S. // Genomics Protocols. 2001. V. 175. P. 143–153. https://doi.org/10.1385/1-59259-235-X:143

  30. Ling A.K., Munro M., Chaudhary N., Li C., Berru M., Wu B., Durocher D., Martin A. // EMBO Rep. 2020. V. 21. № 8. P. e49823. https://doi.org/10.15252/embr.201949823

  31. Xie X., Muruato A., Lokugamage K.G., Narayanan K., Zhang X., Zou J., Liu J. et al. // Cell Host Microbe. 2020. V. 27. № 5. P. 841–848. https://doi.org/10.1016/j.chom.2020.04.004

  32. Sannier G., Dube M., Dufour C., Richard C., Brassard N., Delgado G.G., Pagliuzza A., Baxter A.E., Niessl J., Brunet-Ratnasingham E., Charlebois R., Routy B., Routy J.P., Fromentin R., Chomont N., Kaufmann D.E. // Cell Rep. 2021. V. 36. № 9. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109643

  33. Keraite I., Becker P., Canevazzi D., Frias-López C., Dabad M., Tonda-Hernandez R., Paramonov I., Ingham M.J., Brun-Heath I., Leno J., Abulí A., Garcia-Arumí E., Heath S.C., Gut M., Gut I.G. // Nat. Commun. 2022. V. 13. № 1. P. 1–12. https://doi.org/10.1038/s41467-022-33530-3

  34. Maniego J., Pesko B., Habershon-Butcher J., Hincks P., Taylor P., Tozaki T., Ohnuma A., Stewart G., Proudman C., Ryder E. // Drug Testing and Analysis. 2022. V. 14. № 8. P. 1429–1437. https://doi.org/10.1002/dta.3267

  35. Tasca F., Brescia M., Wang Q., Liu J., Janssen J.M., Szuhai K., Gonçalves M.A. // Nucleic Acids Res. 2022. V. 50. № 13. P. 7761–7782. https://doi.org/10.1093/nar/gkac567

  36. Vincendeau E., Wei W., Zhang X., Planchais C., Yu W., Lenden-Hasse H., Cokelaer T., da Fonseca J.P., Mouquet H., Adams D.J., Alt F.W., Jackson S.P., Balmus G., Lescale C., Deriano L. // Nat. Commun. 2022. V. 13. № 1. P. 1–16. https://doi.org/10.1038/s41467-022-31287-3

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Прикладная биохимия и микробиология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал