115年:(醫檢)檢驗(2)

下列那個技術最不適合用於single nucleotide polymorphisms(SNP)的檢測?

AcDNA microarray
Bfluorescent DNA sequencing
Coligonucleotide array
Dsequence-specific PCR

詳細解析

本題觀念

單一核苷酸多型性(single nucleotide polymorphisms, SNP)檢測技術的選用關鍵,在於該平台是否以基因體DNA為起始材料、能否針對單一鹼基差異進行直接判讀,而非僅測量基因表現量的高低。臨床分子檢驗常見的SNP分型工具,包括寡核苷酸陣列、螢光定序與序列特異性PCR,都能鎖定特定基因座直接讀出核苷酸序列或以等位基因專一性訊號區分基因型;相對地,cDNA microarray是為分析轉錄本豐度而設計的平台,若拿來檢測SNP,量到的其實是等位基因表現量的差異而非真正基因型,因此在四個選項中被視為最不適合的技術。

選項分析

  • A. cDNA microarray:cDNA microarray的建置流程是先將檢體中的mRNA反轉錄成cDNA,再標記後與探針雜交,量測的是特定基因的表現量(轉錄本豐度),而非基因體DNA上單一鹼基的組成。若以cDNA作為起始材料在陣列上分析等位基因訊號,量到的其實是等位基因專一性表現量,容易受轉錄調控影響而與真正基因型有落差,實驗顯示cDNA與基因體DNA所測得的等位基因訊號比值可相差1.4倍以上,故此技術不適合直接用於SNP基因型判讀,是四者中最不適合者,為本題答案。✅
  • B. fluorescent DNA sequencing:以螢光標記雙脫氧終止物進行的定序反應,能直接讀出目標位點的鹼基序列,是驗證與確認SNP基因型的金標準方法之一,廣泛用於PCR產物定序分型,能明確且直接地判斷基因體DNA上的單一鹼基組成,適合用於SNP檢測。❌
  • C. oligonucleotide array:寡核苷酸陣列(如SNP array)在每個SNP位點上配置多組等位基因特異性探針,透過雜交訊號強度判讀基因型,同型合子呈現單一等位基因的強訊號、異型合子則兩等位基因訊號皆中等,是全基因體關聯研究(GWAS)常用的高通量SNP分型平台,適合用於SNP檢測。❌
  • D. sequence-specific PCR:序列特異性PCR(allele-specific PCR,例如ARMS-PCR或KASP技術)利用引子3'端的等位基因專一性設計,只讓完全配對的引子有效延伸擴增,經電泳或螢光偵測即可判讀基因型,是成本低、通量高的SNP分型技術,適合用於SNP檢測。❌

答案解析

本題答案為A。判斷關鍵在於分辨「基因表現分析平台」與「基因體DNA基因分型平台」的差異:cDNA microarray的設計目的是測量mRNA轉錄本的相對表現量,其訊號強弱容易受到基因表現調控、組織別、樣本狀態等因素影響,並非鎖定基因體DNA上固定不變的核苷酸序列,因此拿來判讀SNP基因型時可靠度明顯不足。相對地,螢光定序能直接讀出鹼基序列、寡核苷酸陣列以等位基因特異性探針雜交訊號判讀基因型、序列特異性PCR以引子專一性擴增區分基因型,三者都是以基因體DNA為起始材料、直接鎖定特定位點設計的技術,準確度與再現性都優於以cDNA表現量推估基因型的做法。因此在四個選項中,cDNA microarray是最不適合用於SNP檢測的技術。

核心知識點

SNP檢測技術的選用原則,關鍵在於區分「基因表現分析」與「基因分型(genotyping)」兩種不同目的的分子生物學工具:cDNA microarray、RNA-seq等屬於基因表現分析,量的是轉錄本豐度;寡核苷酸陣列(SNP array)、螢光定序、序列特異性PCR則屬於基因分型工具,皆以基因體DNA為起始材料、直接鎖定核苷酸序列或等位基因專一性訊號進行判讀。準備此類考題時,應掌握各平台的起始材料(基因體DNA或cDNA/mRNA)與量測標的(序列本身或表現量),才能正確分辨何種技術適合用於SNP檢測、何者不適合。

參考資料

  1. DNA microarray - Wikipedia
  2. SNP application review (PMC2430687)
  3. Allele-specific expression analysis (PMC529269)
  4. Principles and workflow of SNP microarray
  5. High-throughput SNP genotyping
  6. Allele-specific PCR protocols