在擴增犯罪現(xiàn)場提取的DNA樣本時所面臨的另外一個困難是,樣本本身所含的抑制物會干擾PCR擴增過程。室外犯罪可能會將一些體液,如血液、精液遺留在土壤、沙子、木頭或樹葉上,這些載體所含的物質(zhì)會隨著罪犯的DNA一起提取,抑制PCR擴增。室內(nèi)犯罪現(xiàn)場提取的紡織品染料、羽毛和木纖維乜含有DNA聚合酶的抑制劑。
抑制物可以下列方式抑制目的片段擴增:①干擾DNA提取中的細胞溶解過程;⑦通過 降解或結(jié)合核酸發(fā)揮抑制作用;③抑制聚合酶活性;阻礙目的DNA的擴菇(Wilson,1997)。衣物上的織物染料或紅細胞中的血紅蛋白等物質(zhì)有時會和DNA -起在DNA提取過程中保留下來,它會抑制聚合酶,干擾PCR的正常進行(Akane et aJ.,1994;De fanchis et a1..1988: RAdstrom et al.,2004)。
擴增含有血紅蛋白等抑制物的樣本時會出現(xiàn)大片段STR基因座的等位基因丟失,甚至所有基因座的擴增失敗。表7-2列出了一部分會干擾PCR擴增的抑制物。帶有PCR抑制物的樣本會得到部分分型結(jié)果,與降解DNA樣本的分型圖譜相似(Applied Biosystems, 1998)。因此,造成大片段STR基因座擴增失敗的原因可能是因為降解DNA中沒有足夠的完整DNA模板,也可能是抑制物含量過高,抑制聚合酶活性。既然小片段比大片段的PCR擴增效率更高,那么短片段STR擴增將有助于獲得遺傳信息。
去除PCR抑制物的方法
最近發(fā)表了一篇很好的綜述,介紹如何得到適合PCR擴增的樣本(Radstrom et al.,2004; Wilson,1997)。采用下列的一項或幾項方法就可以去除PCR抑制物或消除它們的影響。稀釋基因組DNA模板,PCR抑制物同時也會被稀釋,然后在體系中的抑制物減少了的情況下重新擴增。也可以增加DNA聚舍酶的量克服抑制物。用這種方法,部分Taq聚合酶與抑制物結(jié)合,避免抑制物參與反應,這樣,其余Taq聚合酶就可以有效地擴增模板DNA。另外,除Taq聚合酶以外的其他的一些DNA聚合酶可以好地擴增血液和糞便樣本,而這些樣本在用Taq聚合酶擴增時通常會抑制PCR過程。
在PCR反應體系中,添加小牛血清白蛋白( Comey et al.,1994)或甜菜堿(Al.Soud and RAdstrom,1998)等物質(zhì)可以防止或減少PCR抑制物的作用。此外,用氫氧化鈉處理DNA模板,也可以消除Taq聚合酶抑制物的影響。已經(jīng)證明添加硫酸胺鋁對避免抑制物與DNA一起從土壤樣本中同時純化出來非常有幫助( Braid et al.,2003)。最后,在PCR擴增前,可進行一次純化,將提取出的DNA從抑制成分中分離出來。有研究者使用Centricon-100及Microcon-100濾過器或低熔點瓊脂糖凝膠柱( Moreira,1998)進行純化,減少PCR擴增的抑制。