맥삼-길버트 시퀀싱

Maxam–Gilbert sequencing

맥삼-길버트 염기서열 분석은 1976–1977년에 앨런 맥삼과 월터 길버트가 개발한 DNA 염기서열의 방법이다.이 방법은 DNA에 대한 뉴클레오베이스 특유의 부분 화학적 수정과 수정된 뉴클레오티드에 인접한 현장에서 DNA 백본의 후속 분리에 기초한다.[1]

맥삼-길버트 염기서열 반응의 예.서로 다른 지점에서 동일한 태그가 부착된 DNA 부분을 절단하면 서로 다른 크기의 태그가 부착된 파편이 생성된다.그 파편들은 젤 전기영동으로 분리될 수 있다.

맥삼-길버트 염기서열 분석은 DNA 염기서열을 위해 널리 채택된 첫 번째 방법이며, 생거 디데옥시 방법과 함께 1세대 DNA 염기서열 분석법을 나타낸다.맥삼-길버트 시퀀싱은 차세대 시퀀싱 방법으로 대체되어 더 이상 널리 사용되지 않는다.

역사

비록 Maxam과 길버트 그들의 화학적 염기 순서 결정 법을 발표했다 2년 후에 프레더릭 생어와 앨런은 콜슨은 초기 생어 메서드가 각각의 읽기 시작하여 재촉을 위해 복제가 필요한 이후 정제한 DNA를 직접 사용될 수 있plus-minus sequencing,[2][3]Maxam–Gilbert 빠르게 순서에들의 작품이 보다, 인기 있게 되었습니다를 발간했다.uction단일 가닥의 DNA를 가지고 있어그러나 체인-터미네이션 방법(아래 참조)의 개선으로 맥삼-길버트 시퀀싱은 표준 분자 생물학적 키트에 사용을 금지하는 기술적 복잡성, 유해 화학 물질의 광범위한 사용, 스케일 업의 어려움 등으로 인해 선호도가 떨어졌다.[4]

앨런 맥삼과 월터 길버트의 1977년 논문 'DNA 염기서열을 위한 새로운 방법'이 2017년 미국화학협회 화학사 분과로부터 화학적 돌파상 표창을 받았다.그것은 하버드 대학의 분자 세포 생물학과에 발표되었다.[5]

절차

맥삼-길버트 염기서열 분석은 DNA 조각의 5㎛ 끝부분에서 방사능 라벨링(일반적으로 감마-P32 ATP를 이용한 키나아제 반응)과 DNA 정화를 요구한다.화학적 처리는 네 가지 반응 각각(G, A+G, C, C+T)에서 네 가지 뉴클레오티드 베이스 중 한두 가지 작은 비율로 파단을 생성한다.예를 들어, 청진(A+G)은 포름산을 사용해 탈염되고, 구아닌(및 어느 정도 아데닌)은 황산디메틸에 의해 메틸화되며, 피리미딘(C+T)은 히드라진을 사용하여 가수분해된다.하이드라진 반응에 소금(염화나트륨)을 첨가하면 C 전용 반응에 대한 티민 반응을 억제한다.그런 다음 수정된 DNA는 뜨거운 피페리딘; 5(CH2)NH로 변형된 베이스 위치에서 분해될 수 있다.변형 화학물질의 농도는 DNA 분자당 평균 1회의 수정을 도입하기 위해 제어된다.따라서 각 분자의 방사선 처리된 끝에서 첫 번째 "절단" 부위까지 일련의 라벨 조각이 생성된다.

네 가지 반응의 파편들은 크기 분리를 위해 아크릴아미드 젤을 변성시키면서 나란히 전기영양화된다.이 파편을 시각화하기 위해 젤은 자동 방사선 촬영용 X선 필름에 노출되며, 각각 동일한 방사선으로 된 DNA 분자의 위치를 보여주는 일련의 어두운 띠가 생성된다.특정 조각의 유무로부터 그 순서를 유추할 수 있다.[1][6]

관련 방법

이 방법은 DNA 결합 단백질을 위한 DNA 결합 부위를 지도화하는 데 사용되는 메틸레이션 간섭 분석으로 이어졌다.[7]

자동화된 맥삼-길버트 시퀀싱 프로토콜이 1994년에 개발되었다.[8]

참조

  1. ^ a b Maxam AM, Gilbert W (February 1977). "A new method for sequencing DNA". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 74 (2): 560–4. Bibcode:1977PNAS...74..560M. doi:10.1073/pnas.74.2.560. PMC 392330. PMID 265521.
  2. ^ Sanger F, Coulson AR (May 1975). "A rapid method for determining sequences in DNA by primed synthesis with DNA polymerase". J. Mol. Biol. 94 (3): 441–8. doi:10.1016/0022-2836(75)90213-2. PMID 1100841.
  3. ^ 생거 F.DNA에서 뉴클레오티드 시퀀스의 결정.1980년 12월 8일, 노벨 강의.
  4. ^ Graziano Pesole; Cecilia Saccone (2003). Handbook of comparative genomics: principles and methodology. New York: Wiley-Liss. p. 133. ISBN 0-471-39128-X.{{cite book}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  5. ^ "Citations for Chemical Breakthrough Awards 2017 Awardees". Division of the History of Chemistry. Retrieved 12 March 2018.
  6. ^ "Cold Spring Harbor Protocols - Chemical Sequencing".
  7. ^ "Cold Spring Harbor Protocols - Methylation Interference Assay".
  8. ^ Boland, EJ; Pillai, A; Odom, MW; Jagadeeswaran, P (Jun 1994). "Automation of the Maxam-Gilbert chemical sequencing reactions". BioTechniques. 16 (6): 1088–92, 1094–5. PMID 8074875.