近年來隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展,,出現(xiàn)了許多克隆新基因的方法和手段,如圖譜克隆技術(shù),、轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽技術(shù),、mRNA差異顯示技術(shù)二基因組減法技術(shù)以及cDNA文庫篩選技術(shù)等。但上述方法人多具有實(shí)驗(yàn)周期長,、技術(shù)步驟煩瑣且工作量大等特點(diǎn),。cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)(rapid amplification of cDNA ends,RACE)是一種基于PCR從低豐度的轉(zhuǎn)錄本中快速擴(kuò)增cDNA的5'和3'末端的有效方法,,以其簡單,、快速、廉價(jià)等優(yōu)勢而受到越來越多的重視,。
經(jīng)典的RACE技術(shù)是由Frohman等(1988)發(fā)明的一項(xiàng)技術(shù),,主要通過RT-PCR技術(shù)由已知部分cDNA序列來得到完整的cDNA5'和3'端,包括單邊PCR和錨定PCR,。該技術(shù)提出以來經(jīng)過不斷發(fā)展和完善,,克服了早期技術(shù)步驟多、時(shí)間長,、特異性差的缺點(diǎn)(Frohman等,,1995:Schaefer,l995: Chen,,1998: Bespalova等,,1998: Matz等11999)。對傳統(tǒng)RACE技術(shù)的改進(jìn)主要是引物設(shè)計(jì)及RT-PCR技術(shù)的改進(jìn):改進(jìn)之一是利用鎖定引物((lock docking primer)合成第一鏈cDNA,,即在oligo(dT)引物的3' 端引入兩個(gè)簡并的核苷酸【5'-Oligo(dT)16-30MN-3',,M=A/G/C;N=A/G/C/T】,,使引物定位在poly(A)尾的起始點(diǎn),,從而消除了在合成第一條cDNA鏈時(shí)oligo(dT)與poly(A)尾的任何部位的結(jié)合所帶來的影響,;改進(jìn)之二是在5' 端加尾時(shí),,采用poly(C),而不是poly(A),;改進(jìn)之三是采用RNase H-莫洛尼氏鼠白血,。病毒(MMLV)反轉(zhuǎn)錄酶或選擇嗜熱DNA聚合酶可能在高溫(60℃ -70℃)有效地逆轉(zhuǎn)錄mRNA,,從而消除了5'端由于高CC含量導(dǎo)致的mRNA 二級結(jié)構(gòu)對逆轉(zhuǎn)錄的影響;改進(jìn)之四是采用熱啟動PCR (hot start PCR)技術(shù)和降落PCR(touch down PCR)提高PCR反應(yīng)的特異性,。
隨著RACE技術(shù)日益完善,,目前己有商業(yè)化RACE技術(shù)產(chǎn)品推出,如CLONTECH的MarathoTM技術(shù)和SMARTTM RACE技術(shù),。邢桂春等(2001)先后使用上述兩種試劑盒進(jìn)行RACE反應(yīng),,結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用MarathonTM所得到的片斷總是比采用SMARTTM RACE試劑盒到所得到的片斷短。其原因在于MarathonTM技術(shù)反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)往往不能真正達(dá)到mRNA的5' 末端,。所以認(rèn)為,,進(jìn)行RACE反應(yīng)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選SMARTTM RACE試劑盒。以下就國內(nèi)目前應(yīng)用最廣的SMARTTM RACE試劑盒為例,,簡要概述RACE技術(shù)的原理和操作過程,。
SMARTTM 3'-RACE的原理
利用mRNA的3'末端的poly(A)尾巴作為一個(gè)引物結(jié)合位點(diǎn),以連有SMART寡核營酸序列通用接頭引物的Oligo(dT)30MN作為鎖定引物反轉(zhuǎn)錄合成標(biāo)準(zhǔn)第一鏈cDNA.然后用一個(gè)基因特異引物GSP1(gene specific primer,,GSP)作為上游引物,,用一個(gè)含有部分接頭序列的通用引物UPM(universal primer,UPM)作為下游引物,,以cDNA第一鏈為模板,,進(jìn)行PCR循環(huán),把目的基因3' 末端的DNA片段擴(kuò)增出來