Amplifikationsteknologi: Anvendelser i sygdoms- og genanalyse

Amplifikationsteknologi (f.eks. PCR)

Konsekvenser af amplifikations-teknologiprotokoller for infektionssygdomme eller allelisk genbestemmelse er en eksponentiel stigning i variationer af mutante celler. Opvarmning, alternerende opvarmning og afkølning, enzymtryk fungerer som katalysatorer i en kædereaktion. DNA, RNA eller RNA-virusser replikerer under kædereaktionen, hvilket tillader laboratorieteknikere at identificere eller danne sjældne gensekvenser til en brøkdel af tidligere omkostninger. Amplifikation accelererer produktionen af antistoffer eller koagulanter og reparerer genetiske mutationer.

DNA Ramifikations-Amplifikation

En enkelt DNA-streng amplificeret ved forhøjet temperatur duplikerer sig selv. Amplifikation af duplikationen af DNA amplificerer, eller overdriver, gen-forskydning, hvis DNA ikke med succes duplikerer sig selv. Den amplificerede eller overdrevne duplikation af DNA reducerer detektionstiden for Neisseria gonorrhoeae og Chlamydia trachomatis, den mest udbredte seksuelt overførte sygdom i USA. Streng-forskydning (strand displacement) er tilpasset til amplifikation på et mikroelektronisk chip dækket af et biotin-medium.

Ramifikations-Amplifikation for Virus Antistoffer

Virusser adskiller sig meget i deres evne til genetisk rekombination og i hvilke celler eller væv, der er værter for dem. Menneskelig gen-terapi har fremskredet i evnen til at splitte genotyper og sammensætte dem. Ramifikations-amplifikation identificerede gener, der giver virusser, når de sættes under pres. Videnskabsmænd identificerede otte genetisk forskellige virusser.

Videnskabsmænd kombinerede virusser og organvæv. Tilføjelse af protein til en blodbåren patogen i leverceller producerede viruspartikler. Amplifikation skabte en variation af viruscellen med antistof-egenskaber. Antistoffet presterede bedre end virus i muselungevævceller i et medicinsk laboratorium.

Ramifikations-Amplifikation ved Hemofili

Ramifikations-amplifikation kan bruges til at overføre gener hos hemofili-patienter for at øge koagulationsfaktoren i deres plasma. Gen-overførsel hos en hemofili-patient estimeres ved at måle mængden af transgen produkt i patientens blod. Transgen produkt er en kombination af patientens gener og det overførte prokoagulant protein. Effektiviteten af gen-overførslen er direkte proportional med mængden af prokoagulant protein i patientens plasma. Blødning hos alvorlige og moderate hemofili-patienter er proportional med plasma-koagulationsfaktoren i blodet. Hos alvorlige hemofili-patienter er koagulationsfaktoren mindre end 1 %. Spontan blødning er hyppig. Hos hemofili-patienter med koagulationsfaktorniveauer mellem 1 og 5 % bløder de ikke spontant.

Ramifikations-Amplifikation i Diagnostik

Escherichia coli er en menneskelig patogen overført gennem fødevarer. Et lavt niveau E. Coli-infektion udvikler sig til en fatal sygdom. Detektion af E. Coli i fødevarer eller afføringsprøver er vanskelig, fordi så få som ti bakterieceller producerer den næsten fatale infektion. Nucleic acid amplification er nødvendig for tidlig detektion af E. Coli. Varme-amplifikation er den nemmeste måde at detektere E. Coli og Shigella dysenteriae i fødevarer og menneskelige prøver. Cirkulær amplifikation skaber eksponentielle bakterieceller. Amplifikation producerede 33 isolater af E. coli og 27 varianter af Shigella dysenteriae. Uden amplifikation detekteres S. dysenteriae og E. coli ikke i samme prøve.

Moderne amplifikationsmetoder (PCR, LAMP, RPA) revolutionerede molekylær diagnostik med høj sensitivitet, specificitet og hastighed.