剧毒通风橱里的四大酷刑:马克萨姆-吉尔伯特化学降解法测序绝唱
1977 年 2月1日 · 硫酸二甲酯(DMS)、无水水合肼(Hydrazine)、六氢吡啶(Piperidine)与 0.2 mm 超薄变性测序垂直电泳槽
你知道吗?
老一代化学家的骨气,就是敢在剧毒肼气弥漫的通风橱里,用分子屠刀一片片剥离出上帝的密文。
在桑格发明酶促双脱氧链终止法的同时,哈佛大学的艾伦·马克萨姆与沃尔特·吉尔伯特走出了一条风格极度硬核、充满危险化学烟雾的道路。与桑格依赖温和的DNA聚合酶不同,马克萨姆-吉尔伯特测序法是一场在试管里对DNA施加的“特异性化学酷刑”。
他们首先将末端带有32P放射性标记的纯单链DNA分装在四支EP管中,分别加入极其凶险的化学试剂:用具有极强烷基化毒性的硫酸二甲酯(DMS)精准甲基化鸟嘌呤G;用弱酸处理让腺嘌呤脱嘌呤;用剧毒、易爆且刺鼻的无水水合肼专一进攻并水解破坏胞嘧啶C与胸腺嘧啶T的嘧啶环;若在水合肼中加入高盐NaCl,则强行阻止T反应从而单切C。
通过严格控制微量反应时间和冰浴,使每个DNA分子平均仅发生一次亚限量特异修饰。最后加入极度恶臭的碱性哌啶并在90°C高温烘烤,哌啶顺着修饰造成的脱碱基空洞,凶残地将DNA磷酸二酯骨架彻底切断!将四管样品并排点入长达40厘米的变性聚丙烯酰胺超薄胶中高压电泳,X光胶片上赫然排开四列错落有致的黑带,科学家手拿放大镜,自底向上像读乐谱一样逐个读出A、C、G、T,吉尔伯特因此摘得1980年诺贝尔化学奖。