ddPCR技术解决分子遗传学难题

哈佛医学院和Bio-Rad实验室的研究人员开发了一种新染色体定相（chromosomal phasing）方法，可以快速（四小时以内）确定相隔数百kb的遗传学变异是否连锁在同一个染色体上。这项研究发表在近期的PLOS ONE杂志上，为疾病研究提供了新的利器。

遗传变异在单个染色体上的定相，也被称为单体型（haplotype）。在复杂疾病中，研究多个变异位点的单体型分析比单个SNP分析更有意义。不过，染色体定相和单体型分析一直是分子遗传学中的难题。举例来说，DNA测序的读长一般比较短，难以进行单体型分析或者染色体定相。

数字PCR是PCR领域最激动人心的创新之一，这一技术的诞生让许多人绝对定量的梦想成为现实。在许多领域的研究中数字PCR都是难以取代的宝贵技术，包括检测罕见等位基因、在野生型背景下鉴定突变基因、区别低水平的拷贝数变异、验证二代测序结果和基因表达分析等。

研究人员基于Bio-Rad微滴式数字PCR（ddPCR）技术开发了Drop-Phase染色体定相法。传统的染色体定相方法成本高而且耗时长，而Drop-Phase成本低速度快，能够以96孔板的形式快速分析数百个样本。

Drop-Phase可以用来分析特定组合的变异对疾病严重程度有何影响，也可以在测序数据中筛选具有特定单体型的个体，这在未来的临床试验中特别有价值。“Drop-Phase可以用于多个遗传学领域，包括临床遗传学、基因组编辑和等位基因特异表达分析，”文章的资深作者Steven McCarroll教授说。

Drop-Phase主要是通过ddPCR技术将DNA反应混合物（包括DNA和等位基因特异性的荧光探针）分为成千上万的液滴，然后再进行扩增。在这种情况下，两个连锁的等位基因更倾向于分在同一个液滴中。人们可以通过软件算出两个探针同时发光的液滴所占的比例，如果这个比例高于随机水平，那么就认为等位基因位于同一个染色体上。

研究人员验证了Drop-Phase的有效性，并将这一方法用于囊性纤维化研究。囊性纤维化是CFTR基因（189-kb）变异引起的一种遗传疾病。只有一个基因拷贝存在问题的人属于携带者，两个拷贝都出现问题就会引起囊性纤维化。因此，明确CFTR变异的染色体定相，对于预测疾病的严重性很重要。Drop-Phase可以很方便的检测出，两个突变处于CFTR基因的一个拷贝还是两个拷贝上。（转化医学网360zhyx.com）