Helicase-dependent Amplification

Die helicase-dependent amplification (HDA, engl. für ‚Helikase-abhängige Amplifikation‘) ist eine Methode zur Amplifikation (Vervielfältigung) von DNA. Sie ist eine Variante der isothermalen DNA-Amplifikation.[1]

Eigenschaften

Die recombinase polymerase amplification verwendet eine Helikase (TteUvrD, Helikase-Superfamilie II, aus Thermoanaerobacter tengcongensis),[2] ein Einzelstrang-bindendes Protein und eine strangversetzende DNA-Polymerase.[3] Durch die Verwendung einer strangversetzenden DNA-Polymerase kann die Reaktion bei einer konstanten Temperatur von 37 bis 42 °C erfolgen, bei Raumtemperatur verläuft die Reaktion etwas langsamer.[4] Analog zur qPCR kann die HDA auch zur Quantifizierung von DNA verwendet werden.[1] Analog zur Multiplex-PCR können mehrere Sequenzen parallel vervielfältigt werden.[5]

Alternative Methoden zur Amplifikation von DNA sind z. B. die Polymerasekettenreaktion, die multidisplacement amplification, die isothermal assembly, die loop-mediated isothermal amplification (LAMP), nucleic acid sequence-based amplification (NASBA), die recombinase polymerase amplification (RPA), die nicking enzyme amplification reaction (NEAR), die rolling circle replication (RCA).[6] Weitere Nachweisverfahren sind z. B. die nicking endonuclease signal amplification (NESA) und nicking endonuclease assisted nanoparticle activation (NENNA), exonuclease-aided target recycling, junction or Y-probes, split DNAZyme und deoxyribozyme amplification (die beiden letzten Methoden nutzen DNAzyme alies Desoxyribozyme), nicht-kovalente DNA-Katalysen und die hybridization chain reaction (HCR).[7]

Einzelnachweise

M. Vincent, Y. Xu, H. Kong: helicase-dependent isothermal DNA amplification. In: EMBO reports. Band 5, Nummer 8, August 2004, ISSN 1469-221X, S. 795–800, doi:10.1038/sj.embor.7400200, PMID 15247927, PMC 1249482 (freier Volltext).
Y. Cao, H. J. Kim, Y. Li, H. Kong, B. Lemieux: Helicase-dependent amplification of nucleic acids. In: Frederick M. Ausubel et al. (Hrsg.): Current protocols in molecular biology Band 104, 2013, ISSN 1934-3647, S. Unit 15.11, doi:10.1002/0471142727.mb1511s104, PMID 24510297.
J. Kim, C. J. Easley: Isothermal DNA amplification in bioanalysis: strategies and applications. In: Bioanalysis. Band 3, Nummer 2, Januar 2011, ISSN 1757-6199, S. 227–239, doi:10.4155/bio.10.172, PMID 21250850.
L. Lillis, D. Lehman, M. C. Singhal, J. Cantera, J. Singleton, P. Labarre, A. Toyama, O. Piepenburg, M. Parker, R. Wood, J. Overbaugh, D. S. Boyle: Non-instrumented incubation of a recombinase polymerase amplification assay for the rapid and sensitive detection of proviral HIV-1 DNA. In: PloS one. Band 9, Nummer 9, 2014, S. e108189, ISSN 1932-6203, doi:10.1371/journal.pone.0108189, PMID 25264766, PMC 4180440 (freier Volltext).
V. Doseeva, T. Forbes, J. Wolff, Y. Khripin, D. O’Neil, T. Rothmann, I. Nazarenko: Multiplex isothermal helicase-dependent amplification assay for detection of Chlamydia trachomatis and Neisseria gonorrhoeae. In: Diagnostic microbiology and infectious disease. Band 71, Nummer 4, Dezember 2011, ISSN 1879-0070, S. 354–365, doi:10.1016/j.diagmicrobio.2011.08.021, PMID 22000085.
E. C. Oriero, J. Jacobs, J. P. Van Geertruyden, D. Nwakanma, U. D’Alessandro: Molecular-based isothermal tests for field diagnosis of malaria and their potential contribution to malaria elimination. In: The Journal of antimicrobial chemotherapy. [elektronische Veröffentlichung vor dem Druck] September 2014, ISSN 1460-2091, doi:10.1093/jac/dku343, PMID 25223973.
L. Yan, J. Zhou, Y. Zheng, A. S. Gamson, B. T. Roembke, S. Nakayama, H. O. Sintim: Isothermal amplified detection of DNA and RNA. In: Molecular bioSystems. Band 10, Nummer 5, Mai 2014, ISSN 1742-2051, S. 970–1003, doi:10.1039/c3mb70304e, PMID 24643211.

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[PMID_15247927-1] M. Vincent, Y. Xu, H. Kong: helicase-dependent isothermal DNA amplification. In: EMBO reports. Band 5, Nummer 8, August 2004, ISSN 1469-221X, S. 795–800, doi:10.1038/sj.embor.7400200, PMID 15247927, PMC 1249482 (freier Volltext).

[2] Y. Cao, H. J. Kim, Y. Li, H. Kong, B. Lemieux: Helicase-dependent amplification of nucleic acids. In: Frederick M. Ausubel et al. (Hrsg.): Current protocols in molecular biology Band 104, 2013, ISSN 1934-3647, S. Unit 15.11, doi:10.1002/0471142727.mb1511s104, PMID 24510297.

[3] J. Kim, C. J. Easley: Isothermal DNA amplification in bioanalysis: strategies and applications. In: Bioanalysis. Band 3, Nummer 2, Januar 2011, ISSN 1757-6199, S. 227–239, doi:10.4155/bio.10.172, PMID 21250850.

[4] L. Lillis, D. Lehman, M. C. Singhal, J. Cantera, J. Singleton, P. Labarre, A. Toyama, O. Piepenburg, M. Parker, R. Wood, J. Overbaugh, D. S. Boyle: Non-instrumented incubation of a recombinase polymerase amplification assay for the rapid and sensitive detection of proviral HIV-1 DNA. In: PloS one. Band 9, Nummer 9, 2014, S. e108189, ISSN 1932-6203, doi:10.1371/journal.pone.0108189, PMID 25264766, PMC 4180440 (freier Volltext).

[5] V. Doseeva, T. Forbes, J. Wolff, Y. Khripin, D. O’Neil, T. Rothmann, I. Nazarenko: Multiplex isothermal helicase-dependent amplification assay for detection of Chlamydia trachomatis and Neisseria gonorrhoeae. In: Diagnostic microbiology and infectious disease. Band 71, Nummer 4, Dezember 2011, ISSN 1879-0070, S. 354–365, doi:10.1016/j.diagmicrobio.2011.08.021, PMID 22000085.

[6] E. C. Oriero, J. Jacobs, J. P. Van Geertruyden, D. Nwakanma, U. D’Alessandro: Molecular-based isothermal tests for field diagnosis of malaria and their potential contribution to malaria elimination. In: The Journal of antimicrobial chemotherapy. [elektronische Veröffentlichung vor dem Druck] September 2014, ISSN 1460-2091, doi:10.1093/jac/dku343, PMID 25223973.

[7] L. Yan, J. Zhou, Y. Zheng, A. S. Gamson, B. T. Roembke, S. Nakayama, H. O. Sintim: Isothermal amplified detection of DNA and RNA. In: Molecular bioSystems. Band 10, Nummer 5, Mai 2014, ISSN 1742-2051, S. 970–1003, doi:10.1039/c3mb70304e, PMID 24643211.