[发明专利]一种快速获取DNA凝聚物的方法

说明书

本发明涉及一种快速获取DNA凝聚物的方法，在包含水和乙醇的混合溶液中加入镁盐、待凝聚的DNA，所述包含水和乙醇的混合溶液为酸性或加入酸试剂使包含水和乙醇的混合溶液变为酸性。本发明采用不同PH值的缓冲溶液进行研究PH值、乙醇浓度、镁离子三者共同作用对DNA凝聚的影响，发现PH越低、乙醇浓度越高，DNA凝聚作用越大，DNA尺寸缩短时间明显加快，尤其是在PH≤6的体系下，乙醇浓度对DNA凝聚的影响明显增大。

技术领域

本发明涉及一种快速获取DNA凝聚物的方法。

背景技术

DNA是遗传信息的载体,高度缩合且有序排列的DNA结构保持了基因组的稳定性，使复制得以顺利完成。基因治疗是将人的健康基因或是拥有治疗作用的基因通过适当的运载媒介，导入人体的致病细胞，以纠正致病基因，从而达到治疗疾病的目的。随着基因治疗研究的兴起，人们对DNA凝聚的研究产生新的兴趣，因为DNA凝聚提供基因治疗中基因输送中的重要工具。DNA凝聚是伸展的DNA分子塌缩形成紧凑有序机构的过程，一般包含一个或几个分子，由于形成环状结构，DNA尺寸明显变小，可以融入细胞或病毒内的非常小的空间。导致DNA凝聚的凝聚剂或者说配体有很多，比如多价阳离子、乙醇、蛋白质、中性的凝聚聚合物、阳离子脂质体和一些抗癌药物等，在这些凝聚剂的作用下，DNA会凝聚成不同的形态。

人们提出了几个理论模型来描述聚电解质周围的平衡离子分布的原理。在溶液中，DNA凝聚高度依赖于抗衡离子的化合价。需要化合价为3或化合价更大的阳离子来克服核酸片段之间固有的静电排斥。通常在细胞中发现的多价阳离子是多胺，例如亚精胺和精胺，它们在细胞增殖和生长中发挥重要作用。据推测，DNA主链的89-90％的磷酸电荷必须被中和，才能使DNA在各种离子条件下发生缩合。

然而，在生物细胞中比较常见的小型抗衡离子，如Na⁺，K⁺，Ca²⁺和Mg²⁺等化合价小于3的金属阳离子，尽管它们有对DNA骨架具有高亲和力可以中和大部分DNA电荷，但它们不能引起DNA凝聚。在生物系统中广泛分布的二价阳离子Mg²⁺和Ca²⁺，在与复制、转录和重组相关的许多酶活性中起重要作用。我们发现在受限的环境中，例如病毒衣壳内部，即使二价抗衡离子(例如Mg²⁺)也会引起强烈且非单调的作用^[1]。在另一种限制DNA构型的环境中，即二维系统中^[2]，也观察到了二价抗衡离子引起的DNA凝聚。二价抗衡离子例如Mg²⁺，在密闭环境(如噬菌体内部的衣壳)中对DNA的凝结具有强烈影响，类似于价态较高的抗衡离子。细胞内pH调节对于控制细胞周期和细胞的增殖能力是重要的，并且pH调节的基于DNA的纳米材料和纳米装置具有用于体内成像的作用，有希望应用于临床诊断和药物递送。因此，研究各pH值下Mg²⁺与DNA的相互作用，在医学上以及生命科学领域都具有举足轻重的意义。