DNA聚合在生物学和生物系统中起着重要作用，包括DNA复制和遗传信息存储。高特异性的DNA合成对生物技术和疾病诊断也至关重要。然而由于引物之间或者引物和模板之间发生的非特异性扩增，仍经常会影响PCR或者聚合反应特异性，最终影响实验结果以及实验的可信度。
近日，黄震团队用新合成的硒修饰dNTP（dNTPαSe）代替天然dNTP作为聚合反应的底物，成功地抑制了聚合反应中的非特异性扩增，提高了扩增反应的准确性。
他们在制备硒DNA时发现了这个现象，并对该现象进行了进一步研究：首先，Bst聚合酶（来自嗜热脂肪芽孢杆菌）在不同温度（30-60 ℃）下都能产生非特异性地聚合，而dNTPαSe的加入都能抑制该非特异性扩增。一方面说明这些非特异性扩增与反应温度关系不明显（与寡核苷酸Tm值无关），另一方面说明dNTPαSe的影响不是通过降低产物Tm值来抑制非特异扩增。他们进一步的研究发现，dNTPαSe对不同来源的非特异性扩增都有抑制效果，包括引物-引物错配延伸、模板-模板错配延伸、引物-模板错配延伸和聚合酶从头合成（ab initio synthesis）。结果显示，在这些情况下，dNTPαSe都能完全抑制非特异产物的产生。他们更进一步的研究发现，聚合酶利用dNTPαSe的速率低于天然dNTP，然而这种聚合速度的降低却增加了聚合酶识别的准确性。有意思的是，酶促合成的Se-DNA既具有较好的核酸酶稳定性，同时又能被H2O2转化为天然DNA，并且测序显示Se-DNA序列与相应产生的天然DNA序列等同。这些发现为后续的核酸基因合成以及PCR精确扩增创造了良好的条件。总之，他们可利用硒原子来修饰底物，以克服非特异性DNA聚合的挑战。
相关结果发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是四川大学的博士研究生胡贝。
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Synthesis of Selenium-Triphosphates (dNTPαSe) for More Specific DNA Polymerization
Bei Hu, Yitao Wang, Shichao Sun, Weizhu Yan, Chong Zhang, Danyan Luo, Huiling Deng, Lillian R. Hu, Zhen Huang
Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201901113
（本稿件来自Wiley）
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