核酸探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出了探针及其制备方法和应用。其中，制备探针的方法包括：将DNA样本进行片段化，以便获得第一DNA片段；将第一DNA片段进行平端化，以便获得经过平端化的第一DNA片段；将经过平端化的第一DNA片段与接头进行连接，以便获得连接接头的第一DNA片段；利用PCR引物组对连接接头的第一DNA片段进行扩增，以便得到第一扩增产物，该PCR引物组包括第一PCR引物和第二PCR引物，该第一PCR引物和第二PCR引物的5’末端碱基均被生物素标记，该第一扩增产物构成双链DNA探针。利用该方法得到的探针，能够有效地用于降低宏基因组构建文库中宿主基因组DNA的污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
，具体地，本专利技术涉及核酸探针及其制备方法和应用，更具体地，本专利技术涉及制备探针的方法、核酸探针、核酸探针在制备测序文库中的用途、制备宏基因组测序文库的方法、宏基因组测序文库以及确定宏基因组序列信息的方法。
技术介绍
·目前，宏基因组学已经成为基因组学中的一个新兴的重要科学研究領域，是研究直接从环境样本例如人类胃肠道、土壌等中直接提取基因组遗传物质，并进行相关分析的学科。宏基因组学研究的快速发展，使得大規模的宏基因组学研究相继展开，大量新的微生物种群和新的基因将得以发现，对人类健康将有积极的现实意义，为后续研究肠道微生物与人的肥胖、肠炎、糖尿病等疾病的关系提供非常重要的理论依据，达到预防和监控的目的。然而，宏基因组所研究的样本在提取过程中很难避免宿主基因组的污染，例如人肠道环境的宿主基因组污染约2%-3%，而在口腔、生殖道、皮肤、呼吸道等部位获取的样本DNA中宿主基因组污染的比例均达到80%甚至90%以上。样本中大量宿主外源污染的存在使得有效数据的测序成本相对大大増加。第二代高通量测序使得从全基因组角度研究环境样本中各个组分成为可能，但是对于宿主样本高污染的样本DNA则需要耗费极大的测序通量才能够达到预期的测序效果。因而，目前的宏基因组研究方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术g在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供ー种有用的商业选择。为此，本专利技术的ー个目的在于提出一种能有效对宏基因组测序文库进行筛选的手段。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种制备探针的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括以下步骤将DNA样本进行片段化，以便获得第一 DNA片段；将所述第一 DNA片段进行平端化，以便获得经过平端化的第一 DNA片段；将所述经过平端化的第一 DNA片段与接头进行连接，以便获得连接接头的第一 DNA片段；利用PCR引物组对所述连接接头的第一DNA片段进行扩增，以便得到第一扩增产物，所述PCR引物组包括第一 PCR引物和第二 PCR引物，所述第一 PCR引物和第二 PCR引物的5’末端碱基均被生物素标记，所述第一扩增产物构成双链DNA探针。由此，通过该方法最终得到的产物可以有效地作为双链DNA探针，进一步可以将这些所得到的双链DNA探针应用于宏基因组(与双链DNA探针属于相同宿主来源)的测序文库的构建，可以有效地去除其他来源DNA对测序文库的污染，例如，可以有效地应用于宏基因组测序文库的构建，有效地去除宿主DNA对宏基因组测序文库的污染，有效地提闻宏基因组测序的准确性。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了核酸探针。根据本专利技术的实施例，所述核酸探针可以根据前面所述的方法获得。这些核酸探针可以有效地作为双链或单链DNA探针，进一步可以将这些所得到的双链或者单链DNA探针应用于这些DNA样本(与DNA探针属于相同宿主来源)的测序文库的构建,可以有效地去除其他来源DNA对测序文库的污染，例如，可以有效地应用于宏基因组测序文库的构建，有效地去除宿主DNA对宏基因组测序文库的污染，有效地提高宏基因组测序的准确性。另外，前面针对探针制备方法中所描述的其他特征和优点，同样适于该核酸探针，为方便，不再赘述。在本专利技术的第三方面，本专利技术还提出了前面所述核酸探针在制备测序文库中的用途。在本专利技术的第四方面，本专利技术提出了一种制备宏基因组测序文库的方法。根据本专利技术的实施例，该制备宏基因组测序文库的方法包括根据前面所述的方法，利用宿主基因组DNA制备探针；将用于构建测序文库的宏基因组DNA进行片段化，以便获得第二 DNA片·段；将所述第二 DNA片段进行平端化，以便获得经过平端化的第二 DNA片段；在所述经过平端化的DNA片段的3’末端添加碱基A，以便获得3’末端添加碱基A的第二 DNA片段；将所述3’末端添加碱基A的第二 DNA片段与接头进行连接，以便获得连接接头的第二 DNA片段；以及将所述连接接头的第二 DNA片段进行扩增，以便获得第二扩增产物，所述第二扩增产物构成所述宏基因组测序文库，其中，利用所述探针对文库构建中间产物进行筛选以便获得经过纯化的文库构建中间产物，所述文库构建中间产物为所述第二 DNA片段、经过平端化的第二 DNA片段和连接接头的第二 DNA片段的至少之一。由此，可以有效地构建宏基因组测序文库，根据本专利技术的实施例，根据本专利技术实施例的方法制备的DNA探针可以有效地对文库构建中间产物进行筛选，由此，可以除去最终所得到测序文库中来自宿主DNA的污染，对测序文库进行纯化，有效地提高宏基因组测序的准确性。在本专利技术的第五方面，本专利技术提出了一种宏基因组测序文库。根据本专利技术的实施例，所述宏基因组测序文库是通过前面所述的方法获得的。在本专利技术的第六方面，本专利技术提出了一种确定宏基因组序列信息的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括以下步骤针对宏基因组DNA，根据前面所述的方法，构建宏基因组测序文库；对所述宏基因组测序文库进行测序，以便获得由多个测序数据构成的测序结果；以及基于所述测序结果，确定所述宏基因组的序列信息。由此，可以有效地对宏基因组DNA进行测序，确定宏基因组的序列信息。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是根据本专利技术一个实施例的制备探针的方法的流程示意图；以及图2是根据本专利技术一个实施例的制备测序文库的方法的流程示意图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。探针及其制备方法在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种制备探针的方法。参考图1，根据本专利技术的实施例，该方法包括以下步骤首先，将DNA样本进行片段化，以便获得第一 DNA片段。根据本专利技术的实施例，DNA样本的类型和来源并不受特别限制。在本专利技术的一个实施例中，所述DNA样本含有至少一种生物的基因组DNA。由此，得到的探针(在本文中“探针”与“核酸探针”可以交换使用)可以有效地应用于对生物体基因组DNA进行测序，例如可以测定直接从环境中提取的微生物的宏基因组DNA的序列信息。在本专利技术的一个实施例中，所述DNA样本是从人的全基因组样品中提取的。由此，所得到的探针可以有效地用于基于从人体分离的宏基因组DNA构建宏基因组测序文库。通常而言，从这些样品提取的DNA样本(宏基因组DNA)中其他DNA (例如宿主DNA)的污染率非常高，利用本专利技术的方法，能够有效地降低宿主DNA的污染率。根据本专利技术的实施例，进行片段化的条件并不受特别限制，可以采用任何已知的方法进行片段化处理。在本专利技术的一个实施例中，片段化是通过高压气体雾化处理、超声处理、以及水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备探针的方法，其特征在于，包括以下步骤：将DNA样本进行片段化，以便获得第一DNA片段；将所述第一DNA片段进行平端化，以便获得经过平端化的第一DNA片段；将所述经过平端化的第一DNA片段与接头进行连接，以便获得连接接头的第一DNA片段；利用PCR引物组对所述连接接头的第一DNA片段进行扩增，以便得到第一扩增产物，所述PCR引物组包括第一PCR引物和第二PCR引物，所述第一PCR引物和第二PCR引物的5’末端碱基均被生物素标记，所述第一扩增产物构成双链DNA探针。

【技术特征摘要】
1.一种制备探针的方法，其特征在于，包括以下步骤 将DNA样本进行片段化，以便获得第一 DNA片段； 将所述第一 DNA片段进行平端化，以便获得经过平端化的第一 DNA片段； 将所述经过平端化的第一 DNA片段与接头进行连接，以便获得连接接头的第一 DNA片段； 利用PCR引物组对所述连接接头的第一 DNA片段进行扩增，以便得到第一扩增产物，所述PCR引物组包括第一 PCR引物和第二 PCR引物，所述第一 PCR引物和第二 PCR引物的5’末端碱基均被生物素标记，所述第一扩增产物构成双链DNA探针。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述DNA样本含有至少ー种生物的基因组DNA, 任选地，所述DNA样本是从人基因组DNA提取的， 任选地，所述片段化是通过高压气体雾化处理、超声处理、以及水力剪切处理的至少ー种而进行的， 任选地，所述第一 DNA片段的长度为100-200bp， 任选地,所述第一 PCR 引物的核苷酸序列为5’ -CCACTACGCCTCCGCTTTCCTCTCTATG-3’，所述第二 PCR引物的核苷酸序列为5’ -CTGCCCCGGGTTCCTCATTCT-3’， 任选地，进ー步包括对所述双链DNA探针进行变性处理，以便得到单链DNA探针， 任选地，进ー步包括将所述单链DNA探针与链霉亲和素包被的磁珠连接。3.核酸探针，其特征在于，所述核酸探针是根据权利要求1-2任一项所述的方法获得的。4.权利要求3所述的核酸探针在制备测序文库中的用途。5.ー种制备宏基因组测序文库的方法，其特征在于，包括 根据权利要求1-2任一项所述的方法，利用宿主基因组DNA，制备探针； 将用于构建测序文库的宏基因组DNA进行片段化，以便获得第二 DNA片段； 将所述第二 DNA片段进行平端化，以便获得经过平端化的第二 DNA片段； 在所述经过平端化的第二 DNA片段的3’末端添加碱基A，以便获得3’末端添加碱基A的第二 DNA片段； 将所述3’末端添加碱基A的第二 DNA片段与接头进行连接，以便获得连接接头的第二DNA片段；以及 将所述连接接头的第二 DNA片段进行扩增，以便获得第二扩增产物，所述第二扩增产物构成所述宏基因组测序文库， 其中， 利用所述探针对文库构建中间产物进行筛选以便获得经过纯化的文库构建中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿春雨，韩鸿雁，卢志远，章文蔚，祝珍珍，
申请(专利权)人：深圳华大基因研究院，
类型：发明
国别省市：