利用生物印刷技术精确控制DNA分子数量

生命科学 2018年06月14日

日本理光公司与日本国立研究开发法人农业食品产业技术综合研究机构及日本制粉集团旗下的FASMAC公司合作,利用生物印刷技术实现了能够以1个DNA分子为单位控制DNA分子绝对数量的新型DNA标准物质,该技术可用于基因检测装置及试剂的精度管理。标准物质是成分含量被明确确定的测量基准物质,此前一直没有能以个数为单位精确控制DNA分子数量的标准物质。利用此次开发的DNA标准物质制造方法,可以制造用于检测特定DNA的基因检测用标准物质,比如转基因食品,还可用于癌症和传染病的检查等以提高检测的精度。

这项成果在当地时间6月4日至7日于美国波士顿举行的Bio International Convention 上已经做了发布,6月27日至29日还将于东京举行的Biotech上发布。

利用生物印刷技术精确控制DNA分子数量

此前也有几家企业和研究机构提供规定了DNA的种类和浓度的标准物质,不过都是以摩尔(1摩尔相当于6.02×1023个DNA分子)为单位规定DNA分子数量的高浓度物质,要想确认100以下的低浓度的检测精度,一般使用稀释后的标准物质。采用这种方法时,稀释过程中DNA的分子浓度会产生误差,因此,如果只要求有几个DNA分子,则注入样品中的DNA分子数量要么超过设想,要么一个都没有。

此次,研发小组利用理光的生物印刷技术,把含有农研机构开发的目标基因序列的转基因酵母逐次注入平板上的凹孔处,以1个为单位注入既定数量的DNA分子,由此成功制造了仅注入指定数量的特定基因序列DNA分子的DNA标准物质(DNA标准平板)。此前一直无法直接数清DNA分子的数量,但通过处理含目标基因序列的细胞(此次为酵母),可以间接数清DNA的分子数量,利用生物印刷技术处理细胞,就能以较高的生产效率制造DNA标准物质。

农研机构、FASMAC和理光合作,利用实时PCR(聚合酶链式反应)对新开发的方法进行了测评,确认可以在1~1000个分子这种史无前例的低浓度区域制作校准曲线(利用标准物质作为测量目标,检测物质浓度的基准的检测结果曲线图)。

此次新方法的基础技术是采用喷墨技术的生物印刷技术,理光为此开发了能稳定喷吐细胞的喷头,以及对喷吐的液滴中的细胞数量进行计数的技术。

文 客观日本编辑部

参考文献
バイオプリンティング技術によりDNA分子数を1個単位で制御[网址]

相关阅读